(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を格納している物体情報格納部と、
前記３Ｄボクセル情報を複数の平面で切り出した結果の二次元の画像データに基づいて構成される情報であるスライス情報であり、位置を示す情報である位置情報と色についての情報である色情報と弾性についての情報である弾性情報とを有する複数の点の情報から構成されるスライス情報を、複数有するスライス情報群を格納しているスライス情報群格納部と、
前記三次元の物体の三次元メッシュの情報である第一メッシュ情報を格納している第一メッシュ情報格納部と、
前記スライス情報群を出力するスライス情報群出力部と、
前記出力されているスライス情報群の所定の点または領域に対する指示を受け付ける指示受付部と、
前記指示に基づいて、前記第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する第二メッシュ情報取得部と、
前記第二メッシュ情報から構成されるスライス情報であり、前記３Ｄボクセル情報をスライスして取得できる複数のスライス情報である第一スライス情報群を取得する第一スライス情報群取得部と、
前記第一スライス情報群を構成する複数のスライス情報の各点に対応する点であり、前記３Ｄボクセル情報の中の各点の色情報を取得する色情報決定部と、
前記第一スライス情報群取得部が取得した第一スライス情報群の各点に新たな色情報として、前記色情報決定部が取得した各点の色情報を設定し、第二スライス情報群を取得する第二スライス情報群取得部と、
前記第二スライス情報群を出力する変形物体出力部と、
前記指示に対応する点または領域を構成する点の、1以上の位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記位置情報取得部が取得した1以上の位置情報と対になる1以上の弾性情報を取得する弾性情報取得部と、
前記弾性情報取得部が取得した１以上の弾性情報に基づいて出力する弾性情報出力部を具備する情報処理装置。
【請求項２】
三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を格納している物体情報格納部と、
前記３Ｄボクセル情報を複数の平面で切り出した結果の二次元の画像データに基づいて構成される情報であるスライス情報であり、位置を示す情報である位置情報と色についての情報である色情報を有する複数の点の情報から構成されるスライス情報を、複数有するスライス情報群を格納しているスライス情報群格納部と、
前記三次元の物体の三次元メッシュの情報である第一メッシュ情報を格納している第一メッシュ情報格納部と、
前記スライス情報群を出力するスライス情報群出力部と、
前記出力されているスライス情報群の所定の領域に対する指示を受け付ける指示受付部と、
前記指示に基づいて、前記第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する第二メッシュ情報取得部と、
前記第二メッシュ情報から構成されるスライス情報であり、前記３Ｄボクセル情報をスライスして取得できる複数のスライス情報である第一スライス情報群を取得する第一スライス情報群取得部と、
前記第一スライス情報群を構成する複数のスライス情報の各点に対応する点であり、前記３Ｄボクセル情報の中の各点の色情報を取得する色情報決定部と、
前記第一スライス情報群取得部が取得した第一スライス情報群の各点に新たな色情報として、前記色情報決定部が取得した各点の色情報を設定し、第二スライス情報群を取得する第二スライス情報群取得部と、
前記第二スライス情報群を出力する変形物体出力部を具備し、
前記第一メッシュ情報は、
前記指示受付部が受け付けた指示に対応して変位する点である操作ノードと、当該操作ノードの変位に応じて変位可能な点である自由ノードと、変位しない点である固定ノードを有し、
前記第二メッシュ情報取得部は、
前記指示に対応して前記操作ノードを変位させ、かつ前記操作ノードの変位に応じて前記自由ノードを変位させ、かつ前記固定ノードを変位させないことにより、第二メッシュ情報を取得する情報処理装置。
【請求項３】
前記第二メッシュ情報取得部は、
前記指示に対応して、操作ノードを決定する操作ノード決定手段を具備する請求項２記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記指示受付部が受け付けた指示は、
前記領域の回転または／および平行移動の指示であり、
前記第二メッシュ情報取得部は、
前記指示に対応して、前記操作ノードの変位を決定する変位決定手段を具備する請求項２または請求項３記載の情報処理装置。
【請求項５】
術具のメタファーである術具メタファーを格納している術具メタファー格納部と、
前記術具メタファーを出力する術具メタファー出力部をさらに具備し、
前記指示受付部は、
前記術具メタファーの移動や操作についての指示を受け付け、
当該指示が前記出力されているスライス情報群の所定の領域に対する指示となり得る請求項２から請求項４いずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記指示に対応する領域を構成する点の、複数の位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記位置情報取得部が取得した複数の位置情報と対になる複数の弾性情報を取得する弾性情報取得部と、
前記弾性情報取得部が取得した複数の弾性情報を用いて出力する弾性情報出力部をさらに具備する請求項２から請求項５いずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項７】
３次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を格納している物体情報格納部と、
前記３Ｄボクセル情報を切り出す３次元幾何形状を有する３次元領域マスクである第一３次元領域マスクを用いて、前記３Ｄボクセル情報が切り出された結果であり、複数のスライス情報である第一スライス情報群を格納している第一スライス情報群格納部と、
第二の３次元領域マスクである第二３次元領域マスクについての入力を受け付ける入力受付部と、
前記第二３次元領域マスクを構成する３次元メッシュの情報である第二メッシュ情報を取得する第二メッシュ情報取得部と、
前記第二メッシュ情報に基づいて、前記第一スライス情報群の各スライス情報に対して、前記第二メッシュ情報の内側の領域である内側領域と、前記第二メッシュ情報の外側の領域である外側領域とを決定し、前記内側領域と前記外側領域を視覚的に区別される第二スライス情報群を取得し、当該第二スライス情報群を出力する物体出力部を具備する情報処理装置。
【請求項８】
前記物体出力部は、
前記第一スライス情報群の各スライス情報の外側領域の点を透明色にし、第二スライス情報群を構成する第二スライス情報群構成手段と、
前記第二スライス情報群構成手段が構成した第二スライス情報群を出力する出力手段を具備する請求項７記載の情報処理装置。
【請求項９】
前記物体出力部は、
前記第一スライス情報群の各スライス情報の内側領域の点の色と、前記第一スライス情報群の各スライス情報の外側領域の点の色とを異なる色調にし、第二スライス情報群を構成する第二スライス情報群構成手段と、
前記第二スライス情報群構成手段が構成した第二スライス情報群を出力する出力手段を具備する請求項７記載の情報処理装置。
【請求項１０】
前記第二スライス情報群構成手段は、
前記第一スライス情報群の各スライス情報の内側領域の点の輝度を、前記第一スライス情報群の各スライス情報の外側領域の点の輝度より大きし、第二スライス情報群を構成する請求項９記載の情報処理装置。
【請求項１１】
前記物体出力部は、
前記第一スライス情報群の各スライス情報の内側領域の点を透明色にし、第二スライス情報群を構成する第二スライス情報群構成手段と、
前記第二スライス情報群構成手段が構成した第二スライス情報群を出力する出力手段を具備する請求項７記載の情報処理装置。
【請求項１２】
前記入力受付部は、
２以上の第二３次元領域マスクについての入力を受け付け、
前記第二メッシュ情報取得部は、
前記２以上の第二３次元領域マスクを構成する２以上の第二メッシュ情報を取得し、
前記物体出力部は、
前記２以上の第二メッシュ情報により、前記第一スライス情報群の各スライス情報を複数の領域に区分し、当該複数の領域を視覚的に区別して前記第一スライス情報群を出力する請求項７から請求項１１いずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項１３】
前記２以上の第二３次元領域マスクに対応する色が存在し、
前記物体出力部は、
前記各領域を構成した１以上の第二３次元領域マスクに対応する色に基づいて、前記各領域内の点の色を決定し、当該色を有する点の集合である複数のスライス情報を構成し、当該複数のスライス情報である第二スライス情報群を取得する第二スライス情報群構成手段と、
前記第二スライス情報群構成手段が構成した第二スライス情報群を出力する出力手段を具備する請求項１２記載の情報処理装置。
【請求項１４】
前記入力受付部が受け付ける指示に対応する３次元の物体の形状は、概ね臓器の形状である請求項７から請求項１３いずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項１５】
前記入力受付部は、
前記第二３次元領域マスクの形状を変化させる指示である形状変化指示をも受け付け、
前記形状変化指示に基づいて、第二３次元領域マスクの形状を変更する３次元領域マスク形状変更部をさらに具備する請求項７から請求項１４いずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項１６】
前記入力受付部は、
前記第二３次元領域マスクの位置を変化させる指示である位置変化指示をも受け付け、
前記位置変化指示に基づいて、第二３次元領域マスクの位置を変更する３次元領域マスク位置変更部をさらに具備する請求項７から請求項１５いずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項１７】
前記物体情報格納部に格納されている３Ｄボクセル情報から、視線に対して垂直で、かつ間隔が一定の複数のスライス情報を切り出し、第一スライス情報群を取得する第一スライス情報群取得部をさらに具備し、
前記第一スライス情報群格納部の第一スライス情報群は、前記第一スライス情報群取得部が取得した第一スライス情報群である請求項７から請求項１６いずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項１８】
スライス情報であり、配置に関する情報である配置情報を有する第一スライス情報を２以上格納している第一スライス情報群格納部と、
Ｘ線の照射の原点の位置を示す情報である原点情報を格納している原点情報格納部と、
前記２以上の各第一スライス情報に対して、前記原点情報が示す位置から、前記複数の各スライス情報の配置情報を用いて、前記複数の各スライス情報に対して垂直に、かつ放射状に切り出す処理を行い、複数の第二スライス情報を取得する第二スライス情報取得部と、
前記複数の各第二スライス情報に対して、当該各第二スライス情報の配置情報を用いて、各第二スライス情報の拡大率または縮小率である倍率を算出する倍率算出部と、
前記倍率算出部が算出した倍率に従って、前記複数の各第二スライス情報を拡大または縮小して複数の第三スライス情報を取得する第三スライス情報取得部と、
前記複数の第三スライス情報を重ね合わせて出力する出力部を具備する情報処理装置。
【請求項１９】
３次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を格納している物体情報格納部と、
前記物体情報格納部に格納されている３Ｄボクセル情報から、視線に対して垂直で、かつ間隔が一定の複数の第一スライス情報を切り出し、取得する第一スライス情報群取得部をさらに具備し、
前記第一スライス情報群格納部の２以上の第一スライス情報は、
前記第一スライス情報取得部が取得した第一スライス情報である請求項１８記載の情報処理装置。
【請求項２０】
前記視線を特定する視線ベクトルを受け付ける受付部をさらに具備し、
前記第一スライス情報群取得部は、
前記物体情報格納部に格納されている３Ｄボクセル情報から、前記視線ベクトルが示す視線に対して垂直で、かつ間隔が一定の複数の第一スライス情報を切り出し、取得する請求項１９記載の情報処理装置。
【請求項２１】
前記第一スライス情報、第二スライス情報、および第三スライス情報は、各スライス情報を構成する点の透明度についての情報である透明度情報を有し、
透明度情報を受け付ける受付部をさらに具備し、
前記受付部が受け付けた透明度情報に応じて、前記重ね合わせて出力される複数の第三スライス情報の透明度が変化する請求項１８から請求項２０いずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項２２】
コンピュータに、
医用機器で撮影し、取得した三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を複数の平面で切り出した結果の二次元の画像データに基づいて構成される情報であるスライス情報であり、位置を示す情報である位置情報と色についての情報である色情報と弾性についての情報である弾性情報を有する複数の点の情報から構成されるスライス情報を、複数有するスライス情報群を出力するスライス情報群出力ステップと、
前記出力されているスライス情報群の所定の点または領域に対する指示を受け付ける指示受付ステップと、
前記指示に基づいて、格納している第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する第二メッシュ情報取得ステップと、
前記第二メッシュ情報から構成されるスライス情報であり、前記３Ｄボクセル情報をスライスして取得できる複数のスライス情報である第一スライス情報群を取得する第一スライス情報群取得ステップと、
前記第一スライス情報群を構成する複数のスライス情報の各点に対応する点であり、前記３Ｄボクセル情報の中の各点の色情報を取得する色情報決定ステップと、
前記第一スライス情報群取得ステップで取得した第一スライス情報群の各点に新たな色情報として、前記色情報決定ステップで取得された各点の色情報を設定し、第二スライス情報群を取得する第二スライス情報群取得ステップと、
前記第二スライス情報群を出力する変形物体出力ステップと、
前記指示に対応する点または領域を構成する点の、1以上の位置情報を取得する位置情報取得ステップと、
前記位置情報取得ステップで取得した1以上の位置情報と対になる1以上の弾性情報を取得する弾性情報取得ステップと、
前記弾性情報取得ステップで取得した１以上の弾性情報に基づいて出力する弾性情報出力ステップを実行させるためのプログラム。
【請求項２３】
コンピュータがアクセス可能な記録媒体に、
三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を格納している物体情報格納部と、
前記３Ｄボクセル情報を複数の平面で切り出した結果の二次元の画像データに基づいて構成される情報であるスライス情報であり、位置を示す情報である位置情報と色についての情報である色情報を有する複数の点の情報から構成されるスライス情報を、複数有するスライス情報群を格納しているスライス情報群格納部と、
前記三次元の物体の三次元メッシュの情報である第一メッシュ情報を格納している第一メッシュ情報格納部とを具備し、
コンピュータに、
前記スライス情報群を出力するスライス情報群出力ステップと、
前記出力されているスライス情報群の所定の領域に対する指示を受け付ける指示受付ステップと、
前記指示に基づいて、前記第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する第二メッシュ情報取得ステップと、
前記第二メッシュ情報から構成されるスライス情報であり、前記３Ｄボクセル情報をスライスして取得できる複数のスライス情報である第一スライス情報群を取得する第一スライス情報群取得ステップと、
前記第一スライス情報群を構成する複数のスライス情報の各点に対応する点であり、前記３Ｄボクセル情報の中の各点の色情報を取得する色情報決定ステップと、
前記第一スライス情報群取得ステップで取得された第一スライス情報群の各点に新たな色情報として、前記色情報決定ステップで取得された各点の色情報を設定し、第二スライス情報群を取得する第二スライス情報群取得ステップと、
前記第二スライス情報群を出力する変形物体出力ステップとを実行させ、
前記第一メッシュ情報は、
前記指示受付ステップで受け付けられた指示に対応して変位する点である操作ノードと、当該操作ノードの変位に応じて変位可能な点である自由ノードと、変位しない点である固定ノードを有し、
前記第二メッシュ情報取得ステップにおいて、
前記指示に対応して前記操作ノードを変位させ、かつ前記操作ノードの変位に応じて前記自由ノードを変位させ、かつ前記固定ノードを変位させないことにより、第二メッシュ情報を取得するものとして、コンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項２４】
コンピュータに、
医用機器で撮影し、取得した３Ｄボクセル情報と、当該３Ｄボクセル情報を切り出す３次元幾何形状を有する３次元領域マスクである第一３次元領域マスクを用いて、前記３Ｄボクセル情報が切り出された結果であり、複数のスライス情報である第一スライス情報群を格納しており、
第二の３次元領域マスクである第二３次元領域マスクについての入力を受け付ける入力受付ステップと、
前記第二３次元領域マスクを構成する３次元メッシュの情報である第二メッシュ情報を取得する第二メッシュ情報取得ステップと、
前記第二メッシュ情報に基づいて、前記第一スライス情報群の各スライス情報に対して、前記第二メッシュ情報の内側の領域である内側領域と、前記第二メッシュ情報の外側の領域である外側領域とを決定し、前記内側領域と前記外側領域とを視覚的に区別して前記第一スライス情報群を出力する物体出力ステップとを実行させるためのプログラム。
【請求項２５】
コンピュータに、
格納している２以上の各第一スライス情報に対して、原点情報が示す位置から、前記複数の各スライス情報の配置情報を用いて、前記複数の各スライス情報に対して垂直に、かつ放射状に切り出す処理を行い、複数の第二スライス情報を取得する第二スライス情報取得ステップと、
前記複数の各第二スライス情報に対して、当該各第二スライス情報の配置情報を用いて、各第二スライス情報の拡大率または縮小率である倍率を算出する倍率算出ステップと、
前記倍率算出ステップで算出した倍率に従って、前記複数の各第二スライス情報を拡大または縮小して複数の第三スライス情報を取得する第三スライス情報取得ステップと、
前記複数の第三スライス情報を重ね合わせて出力する出力ステップを実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元の物体を出力したり、三次元の物体に対して操作したりできる情報処理装置等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
医療現場では、コンピュータグラフィクスや画像処理技術を応用した医用画像ソフトウェアや可視化システム等が広く用いられている。コンピュータ支援による診断や、術前計画では、医用画像上の関心領域を柔軟かつ対話的に参照できる環境が必要となる（例えば、非特許文献１、非特許文献２参照）。【０００３】
ここで、ＣＴやＭＲＩによって取得される二次元画像の集合は、莫大なボクセルによって構成されるボリュームデータであるが、人体内部の複雑な三次元構造の直感的な理解を可能とするためには、内部構造を含めた描出が必要不可欠である。【０００４】
かかる要求に対応する従来の情報処理装置において、術前計画や術中ナビゲーションでは、一般に断層画像のスライス表示や、ボリュームレンダリングによる三次元再構築像が用いられる（例えば、非特許文献３、非特許文献４参照）。また、再構築像上での任意平面によるクリッピング表現は臓器内部の観察に広く利用されている（例えば、非特許文献５参照）。【０００５】
また、従来の情報処理装置として、ＶＲ手術シミュレータのような対話型システムがある。本対話型システムは、三次元幾何形状を定義するためにポリゴンを使用している（例えば、非特許文献６参照）。【０００６】
なお、本情報処理装置に関連する入出力機器として、ＰＨＡＮＴｏＭ（ファントム）がある。ファントムは、位置データの入力を受け付け、コンピュータへのフィードバックし、力ベクトルの発生とモータの駆動を行う入出力機器である（例えば、非特許文献７参照）。【０００７】
また、本発明に関連する技術として、変形計算を行うアルゴリズム（非特許文献８参照）、描画のアルゴリズム（非特許文献９参照）がある。【０００８】
さらに、近年、放射線治療ががんの有効な治療法の一つとして注目されている。しかし、肺腫瘍のように患部が呼吸によって動く場合は効率の良い治療が困難であるという問題がある。現在は照射範囲を広く設定する、或いは腫瘍付近にマーカーを埋め込み呼吸と同期をとって照射するなどの対策がなされている。現在開発中である放射線治療装置は、放射線を発生させる加速管にジンバル機能が備わっており、ヘッドを自由に振ることができる。その特性を利用して腫瘍を追尾しながら放射線を照射する治療が望まれている。
【非特許文献１】J. Toriwaki、他１名、「Visualization of the Human Body toward the Navigation Diagnosis with the Virtualized Human Body」、Journal of Visualization、1998、Vol.1、No.1、pp.111-124
【非特許文献２】B. Pflesser、他３名、「Planning and Rehearsal of Surgical Interventions in the Volume Model」、Proc. Medicine Meets Virtual Reality Conference、 2000、pp.259-264
【非特許文献３】A. Kaufman、他２名、「Volume Graphics」、IEEE Computer、1993、Vol.26、No.7、pp.51-64
【非特許文献４】W. Chen、他２名、「Real-time Ray Casting Rendering of Volume Clipping in Medical Visualization」、Journal of Computer Science and Technology、2003、Vol.18、Issue 6、pp.804-814
【非特許文献５】B. Cabral、他２名、「Accelerated Volume Rendering and Tomographic Reconstruction Using Texture Mapping Hardware」、Proc. Symposium on Volume Visualization '94、1994、pp.91-98
【非特許文献６】U. Kuhnapfel、他２名、「Endoscopic Surgery Training Using Virtual Reality and Deformable Tissue Simulation」、Computers & Graphics (Elsevier Science)、2000、Vol.24、No.5、pp.671-682
【非特許文献７】ホームページ、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.nissho-ele.co.jp/3d/3Dmodeling/phamtom03.htm＞
【非特許文献８】山本恭弘、外「心臓血管外科における拍動を伴う大動脈触診シミュレーションシステム」電気学会論文誌E, 2003，Vol. 123, No. 3, pp. 85-92
【非特許文献９】中尾恵、外２名「ボリュームインタラクションのためのマスキングとその実時間処理方法」日本バーチャルリアリティ学会論文誌，2005，Vol.10 No.4 pp．591-598
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記の従来技術においては、三次元の物体の弾性に関する情報が表現できない、という課題があった。つまり、例えば、情報処理装置のユーザである医師が、手術のシミュレーションを行うために、三次元の物体である人体の胴体部にメスを入れた感触などを得ることができないために、上記の従来技術において、十分な手術のシミュレーションができなかった。【００１０】
また、上記の従来技術においては、例えば、術具により臓器をはさんだり、つまんだりした場合の臓器の変形をシミュレーションすることができなかった。【００１１】
また、非特許文献１から非特許文献５の従来技術においては、インタラクティブに、簡便な操作で、３次元の関心領域を抽出して観察することができない、という課題があった。したがって、例えば、人体を構成する部位のうち、特定の臓器に着目して、観察する、といったことができなかった。【００１２】
また、非特許文献６の従来技術においても、臓器の複雑な３次元形状を定義するためには、一般に労力を要するセグメンテーション作業が必要である。したがって、容易に３次元の関心領域を抽出して観察することができない。さらに、医用画像からの表面生成の際、臓器内部の色情報が失われたり、診断上重要となる形状が反映されない可能性もある。診断や術前計画に用いる以上、データの修正や情報落ちを避けなければならない。なお、セグメンテーション作業とは、医用画像集合に対して解剖学的な情報を付加することで臓器などの単位に分割する作業である。【００１３】
さらに、本発明は、上述した腫瘍を追尾しながら放射線を照射する治療のために、肺腫瘍の呼吸性移動をシミュレーションにより推定し、動体追尾照射を実現することも目的としている。なお、本シミュレーション結果はDRR（Digitally Reconstructed Radiograph：ディジタル再構成Ｘ線撮影像）として表示される。DRRは、例えば、患者のCTデータを基にＸ線直接撮影像を再構成したものであり、主に治療計画などに用いられている。本発明において、医師はDRRと治療中に得られる時系列Ｘ線直接撮影像を比較し、シミュレーションの妥当性を確認した上で照射を実施することができる環境を構築することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本第一の発明の情報処理装置は、三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を複数の平面で切り出した結果の二次元の画像データに基づいて構成される情報であるスライス情報であり、位置を示す情報である位置情報と弾性についての情報である弾性情報を有する複数の点の情報から構成されるスライス情報を、複数有するスライス情報群を格納しているスライス情報群格納部と、前記スライス情報群を出力するスライス情報群出力部と、前記出力されているスライス情報群の所定の点または領域に対する指示を受け付ける指示受付部と、前記指示に対応する点または領域を構成する点の、1以上の位置情報を取得する位置情報取得部と、前記位置情報取得部が取得した1以上の位置情報と対になる1以上の弾性情報を取得する弾性情報取得部と、前記弾性情報取得部が取得した１以上の弾性情報に基づいて出力する弾性情報出力部を具備する情報処理装置である。【００１５】
かかる構成により、三次元の物体の弾性に関する情報を扱うことができる。【００１６】
また、本第二の発明の情報処理装置は、三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を格納している物体情報格納部と、前記３Ｄボクセル情報を複数の平面で切り出した結果の二次元の画像データに基づいて構成される情報であるスライス情報であり、位置を示す情報である位置情報と色についての情報である色情報を有する複数の点の情報から構成されるスライス情報を、複数有するスライス情報群を格納しているスライス情報群格納部と、前記三次元の物体の三次元メッシュの情報である第一メッシュ情報を格納している第一メッシュ情報格納部と、前記スライス情報群を出力するスライス情報群出力部と、前記出力されているスライス情報群の所定の点または領域に対する指示を受け付ける指示受付部と、前記指示に基づいて、前記第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する第二メッシュ情報取得部と、前記第二メッシュ情報に基づいて、色情報を有しない複数のスライス情報である第一スライス情報群を取得する第一スライス情報群取得部と、前記第一スライス情報群を構成する複数のスライス情報の各点であり、前記３Ｄボクセル情報の点に対応する各点の色情報を決定する色情報決定部と、前記色情報決定部が決定した各点の色情報に基づいて、前記第一スライス情報群取得部が取得した第一スライス情報群の各点に新たな色情報を設定し、第二スライス情報群を取得する第二スライス情報群取得部と、前記第二スライス情報群を出力する変形物体出力部を具備する情報処理装置である。【００１７】
かかる構成により、三次元の物体の形状の変形を容易に把握できる。【００１８】
また、本第三の発明の情報処理装置は、第二の発明に対して、前記スライス情報は、位置情報と色情報と弾性情報を有する複数の点の情報から構成され、前記指示に対応する点または領域を構成する点の、1以上の位置情報を取得する位置情報取得部と、前記位置情報取得部が取得した1以上の位置情報と対になる1以上の弾性情報を取得する弾性情報取得部と、前記弾性情報取得部が取得した１以上の弾性情報に基づいて出力する弾性情報出力部をさらに具備する情報処理装置である。【００１９】
かかる構成により、三次元の物体の弾性に関する情報を扱うことができ、かつ形状の変形も把握できる。【００２０】
また、本第四の発明の情報処理装置は、第一の発明に対して、三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を格納している物体情報格納部と、前記物体情報格納部に格納されている３Ｄボクセル情報から、視線に対して垂直で、かつ間隔が一定の複数のスライス情報を切り出し、スライス情報群を取得するスライス情報群取得部をさらに具備し、前記スライス情報群格納部のスライス情報群は、前記スライス情報群取得部が取得したスライス情報群である情報処理装置である。【００２１】
かかる構成により、三次元の物体の弾性に関する情報を扱うことができ、かつ予めスライス情報群を用意する必要がない。【００２２】
また、本第五の発明の情報処理装置は、三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を格納している物体情報格納部と、前記３Ｄボクセル情報を複数の平面で切り出した結果の二次元の画像データに基づいて構成される情報であるスライス情報であり、位置を示す情報である位置情報と色についての情報である色情報を有する複数の点の情報から構成されるスライス情報を、複数有するスライス情報群を格納しているスライス情報群格納部と、前記三次元の物体の三次元メッシュの情報である第一メッシュ情報を格納している第一メッシュ情報格納部と、前記スライス情報群を出力するスライス情報群出力部と、前記出力されているスライス情報群の所定の領域に対する指示を受け付ける指示受付部と、前記指示に基づいて、前記第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する第二メッシュ情報取得部と、前記第二メッシュ情報に基づいて、色情報を有しない複数のスライス情報である第一スライス情報群を取得する第一スライス情報群取得部と、前記第一スライス情報群を構成する複数のスライス情報の各点であり、前記３Ｄボクセル情報の点に対応する各点の色情報を決定する色情報決定部と、前記色情報決定部が決定した各点の色情報を用いて、前記第一スライス情報群取得部が取得した第一スライス情報群の各点に新たな色情報を設定し、第二スライス情報群を取得する第二スライス情報群取得部と、前記第二スライス情報群を出力する変形物体出力部を具備する情報処理装置である。【００２３】
かかる構成により、臓器中の領域の指示を受け付け、かつ、領域の移動の情報を受け付け、変形結果を出力することができる。したがって、外科手術計画の支援が可能となる。【００２４】
また、本第六の発明の情報処理装置は、第五の発明に対して、前記第一メッシュ情報は、前記指示受付部が受け付けた指示に対応して変位する点である操作ノードと、当該操作ノードの変位に応じて変位可能な点である自由ノードと、変位しない点である固定ノードを有し、前記第二メッシュ情報取得部は、前記指示に対応して前記操作ノードを変位させ、かつ前記操作ノードの変位に応じて前記自由ノードを変位させ、かつ前記固定ノードを変位させないことにより、第二メッシュ情報を取得する情報処理装置である。【００２５】
かかる構成により、ユーザは、所定の領域に変形の指示を入力することができ、その指示に応じた三次元の物体の形状の変形を把握できる。【００２６】
また、本第七の発明の情報処理装置は、第六の発明に対して、前記第二メッシュ情報取得部は、前記指示に対応して、操作ノードを決定する操作ノード決定手段を具備する情報処理装置である。【００２７】
かかる構成により、所定の領域に対して指示を与えた場合に、その領域に対応する点（ノード）を容易に特定できる。【００２８】
また、本第八の発明の情報処理装置は、第六の発明に対して、前記指示受付部が受け付けた指示は、前記領域の回転または／および平行移動の指示であり、前記第二メッシュ情報取得部は、前記指示に対応して、前記操作ノードの変位を決定する変位決定手段を具備する情報処理装置である。【００２９】
かかる構成により、三次元の物体をつまんだり、ひねったりした場合の三次元の物体の形状の変形を把握できる。【００３０】
また、本第九の発明の情報処理装置は、第五の発明に対して、術具のメタファである術具メタファを格納している術具メタファ格納部と、前記術具メタファを出力する術具メタファ出力部をさらに具備し、前記指示受付部は、前記術具メタファの移動や操作についての指示を受け付け、当該指示が前記出力されているスライス情報群の所定の領域に対する指示となり得る情報処理装置である。【００３１】
かかる構成により、術具を用いての臓器の変形を、情報処理装置上でシミュレーションできる。【００３２】
また、本第十の発明の情報処理装置は、第五の発明に対して、前記指示に対応する領域を構成する点の、複数の位置情報を取得する位置情報取得部と、前記位置情報取得部が取得した複数の位置情報と対になる複数の弾性情報を取得する弾性情報取得部と、前記弾性情報取得部が取得した複数の弾性情報を用いて出力する弾性情報出力部をさらに具備する情報処理装置である。【００３３】
かかる構成により、ユーザは、三次元の物体の弾性を感じながら、三次元の物体をつまんだり、ひねったりした場合の三次元の物体の形状の変形を把握できる。【００３４】
また、本第十一の発明の情報処理装置は、第一の発明に対して、前記出力されているスライス情報群に対する所定の点または領域に対する指示を入力し、かつ、前記弾性情報出力部の出力を受け付け、当該出力に対応する力を出力する入出力部をさらに情報処理装置である。【００３５】
かかる構成により、ユーザは、ファントムなどの優れた入力手段により、三次元の物体の弾性を感じることができる。【００３６】
また、本第十二の発明の情報処理装置は、三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を切り出した結果の平面上の画像データに基づいて構成される情報であるスライス情報であり、位置を示す情報である位置情報を有する複数の点の情報から構成されるスライス情報を、複数有するスライス情報群を格納しているスライス情報群格納部と、三次元幾何形状を有する三次元領域マスクについての入力、および弾性についての情報である弾性情報についての入力を受け付ける入力受付部と、前記三次元領域マスクを構成する三次元メッシュの情報であるメッシュ情報を取得するメッシュ情報取得部と、前記メッシュ情報に基づいて、前記スライス情報群の各スライス情報に対して、前記メッシュ情報の内側の領域である内側領域の各点に対して、前記入力受付部が受け付けた入力に基づく弾性情報を設定する弾性情報設定部を具備する情報処理装置である。【００３７】
かかる構成により、容易に弾性情報を設定できる。【００３８】
また、本第十三の発明の情報処理装置は、第一の発明に対して、前記スライス情報が有する点の情報は、色についての情報である色情報をも有する情報処理装置である。【００３９】
かかる構成により、さらに色情報を扱え、シミュレーション装置として利用した場合に、現物に近い三次元物体の変形等のシミュレーションができる。【００４０】
また、本第十四の発明の情報処理装置は、第十二の発明に対して、前記三次元領域マスクの形状は、概ね臓器の形状である情報処理装置である。【００４１】
かかる構成により、例えば、臓器毎に容易に弾性情報を設定できる。【００４２】
本第十五の発明の情報処理装置は、３次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を格納している物体情報格納部と、前記３Ｄボクセル情報を切り出す３次元幾何形状を有する３次元領域マスクである第一３次元領域マスクを用いて、前記３Ｄボクセル情報が切り出された結果であり、複数のスライス情報である第一スライス情報群を格納している第一スライス情報群格納部と、第二の３次元領域マスクである第二３次元領域マスクについての入力を受け付ける入力受付部と、前記第二３次元領域マスクを構成する３次元メッシュの情報である第二メッシュ情報を取得する第二メッシュ情報取得部と、前記第二メッシュ情報に基づいて、前記第一スライス情報群の各スライス情報に対して、前記第二メッシュ情報の内側の領域である内側領域と、前記第二メッシュ情報の外側の領域である外側領域とを決定し、前記内側領域と前記外側領域を視覚的に区別される第二スライス情報群を取得し、当該第二スライス情報群を出力する物体出力部を具備する情報処理装置である。【００４３】
かかる構成により、例えば、ＭＲＩやＣＴなどで取得した３次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセルデータに対して、３次元の関心領域を、他と区別して抽出して観察できる。【００４４】
また、本第十六の発明の情報処理装置は、第十五の発明に対して、前記物体出力部は、前記第一スライス情報群の各スライス情報の外側領域の点を透明色にし、第二スライス情報群を構成する第二スライス情報群構成手段と、前記第二スライス情報群構成手段が構成した第二スライス情報群を出力する出力手段を具備する情報処理装置である。【００４５】
かかる構成により、例えば、ＭＲＩやＣＴなどで取得した３次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセルデータに対して、３次元の関心領域のみを切り出して、観察できる。【００４６】
また、本第十七の発明の情報処理装置は、第十五の発明に対して、前記物体出力部は、前記第一スライス情報群の各スライス情報の内側領域の点の色と、前記第一スライス情報群の各スライス情報の外側領域の点の色とを異なる色調にし、第二スライス情報群を構成する第二スライス情報群構成手段と、前記第二スライス情報群構成手段が構成した第二スライス情報群を出力する出力手段を具備する情報処理装置である。【００４７】
かかる構成により、例えば、ＭＲＩやＣＴなどで取得した３次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセルデータに対して、３次元の関心領域を、他と区別して抽出して観察できる。【００４８】
また、本第十八の発明の情報処理装置は、第十七の発明に対して、前記第二スライス情報群構成手段は、前記第一スライス情報群の各スライス情報の内側領域の点の輝度を、前記第一スライス情報群の各スライス情報の外側領域の点の輝度より大きし、第二スライス情報群を構成する情報処理装置である。【００４９】
かかる構成により、例えば、ＭＲＩやＣＴなどで取得した３次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセルデータに対して、３次元の関心領域をフォーカスすることにより、容易に関心領域を観察できる。【００５０】
また、本第十九の発明の情報処理装置は、第十五の発明に対して、前記物体出力部は、前記第一スライス情報群の各スライス情報の内側領域の点を透明色にし、第二スライス情報群を構成する第二スライス情報群構成手段と、前記第二スライス情報群構成手段が構成した第二スライス情報群を出力する出力手段を具備する情報処理装置である。【００５１】
かかる構成により、例えば、ＭＲＩやＣＴなどで取得した３次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセルデータに対して、３次元の図形を取り除いた形態で、他の部分を抽出して観察できる。かかることにより、例えば、手術時にドリル等で穴をあけた状態を事前に知ることができ、手術シミュレーションや、術前計画等に有効である。【００５２】
また、本第二十の発明の情報処理装置は、第十五の発明に対して、前記入力受付部は、２以上の第二３次元領域マスクについての入力を受け付け、前記第二メッシュ情報取得部は、前記２以上の第二３次元領域マスクを構成する２以上の第二メッシュ情報を取得し、前記物体出力部は、前記２以上の第二メッシュ情報により、前記第一スライス情報群の各スライス情報を複数の領域に区分し、当該複数の領域を視覚的に区別して前記第一スライス情報群を出力する情報処理装置である。【００５３】
かかる構成により、例えば、ＭＲＩやＣＴなどで取得した３次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセルデータに対して、複数の３次元の関心領域を、他と区別して抽出して観察できる。【００５４】
また、本第二十一の発明の情報処理装置は、第二十の発明に対して、前記２以上の第二３次元領域マスクに対応する色が存在し、前記物体出力部は、前記各領域を構成した１以上の第二３次元領域マスクに対応する色に基づいて、前記各領域内の点の色を決定し、当該色を有する点の集合である複数のスライス情報を構成し、当該複数のスライス情報である第二スライス情報群を取得する第二スライス情報群構成手段と、前記第二スライス情報群構成手段が構成した第二スライス情報群を出力する出力手段を具備する情報処理装置である。【００５５】
かかる構成により、例えば、ＭＲＩやＣＴなどで取得した３次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセルデータに対して、複数の３次元の関心領域を、他と区別して、容易に抽出して観察できる。【００５６】
また、本第二十二の発明の情報処理装置は、第十五から第二十一いずれかの発明に対して、前記入力受付部が受け付ける指示に対応する３次元の物体の形状は、概ね臓器の形状である情報処理装置である。【００５７】
かかる構成により、着目する臓器のみを抽出して、観察できる。【００５８】
また、本第二十三の発明の情報処理装置は、第十五から第二十二いずれかの発明に対して、前記入力受付部は、前記第二３次元領域マスクの形状を変化させる指示である形状変化指示をも受け付け、前記形状変化指示に基づいて、第二３次元領域マスクの形状を変更する３次元領域マスク形状変更部をさらに具備する情報処理装置である。【００５９】
かかる構成により、例えば、ＭＲＩやＣＴなどで取得した３次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセルデータに対して、インタラクティブに３次元の関心領域の形状を変化させ、他と区別して抽出して観察できる。【００６０】
また、本第二十四の発明の情報処理装置は、第十五から第二十三いずれかの発明に対して、前記入力受付部は、前記第二３次元領域マスクの位置を変化させる指示である位置変化指示をも受け付け、前記位置変化指示に基づいて、第二３次元領域マスクの位置を変更する３次元領域マスク位置変更部をさらに具備する情報処理装置である。【００６１】
かかる構成により、例えば、ＭＲＩやＣＴなどで取得した３次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセルデータに対して、インタラクティブに３次元の関心領域の位置を変化させ、他と区別して抽出して観察できる。【００６２】
また、本第二十五の発明の情報処理装置は、第十五から第二十四いずれかの発明に対して、前記物体情報格納部に格納されている３Ｄボクセル情報から、視線に対して垂直で、かつ間隔が一定の複数のスライス情報を切り出し、第一スライス情報群を取得する第一スライス情報群取得部をさらに具備し、前記第一スライス情報群格納部の第一スライス情報群は、前記第一スライス情報群取得部が取得した第一スライス情報群である情報処理装置である。【００６３】
かかる構成により、ユーザがスライス情報の集合を見た場合に、間引いたスライス情報でも、立体的に見えるようにできる。また、所定の間隔で、間引いたスライス情報を取得するために、表示処理が高速になる。また、一定の間隔でスライス情報を取得するため、高品質な三次元物体を表示できる。【００６４】
本第二十六の発明の情報処理装置は、スライス情報であり、配置に関する情報である配置情報を有する第一スライス情報を２以上格納している第一スライス情報群格納部と、Ｘ線の照射の原点の位置を示す情報である原点情報を格納している原点情報格納部と、前記２以上の各第一スライス情報に対して、前記原点情報が示す位置から、前記複数の各スライス情報の配置情報を用いて、前記複数の各スライス情報に対して垂直に、かつ放射状に切り出す処理を行い、複数の第二スライス情報を取得する第二スライス情報群取得部と、前記複数の各第二スライス情報に対して、当該各第二スライス情報の配置情報を用いて、各第二スライス情報の拡大率または縮小率である倍率を算出する倍率算出部と、前記倍率算出部が算出した倍率に従って、前記複数の各第二スライス情報を拡大または縮小して複数の第三スライス情報を取得する第三スライス情報群取得部と、前記複数の第三スライス情報を重ね合わせて出力する出力部を具備する情報処理装置である。【００６５】
かかる構成により、ＤＲＲ（Digitally Reconstructed Radiograph：ディジタル再構成Ｘ線撮影像）を生成することができる。【００６６】
また、本第二十七の発明の情報処理装置は、第二十六の発明に対して、３次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を格納している物体情報格納部と、前記物体情報格納部に格納されている３Ｄボクセル情報から、視線に対して垂直で、かつ間隔が一定の複数の第一スライス情報を切り出し、取得する第一スライス情報群取得部をさらに具備し、前記第一スライス情報群格納部の２以上の第一スライス情報は、前記第一スライス情報取得部が取得した第一スライス情報である情報処理装置である。【００６７】
かかる構成により、例えば、ＣＴデータ等からＤＲＲを生成することができる。【００６８】
また、本第二十八の発明の情報処理装置は、第二十七の発明に対して、前記視線を特定する視線ベクトルを受け付ける受付部をさらに具備し、前記第一スライス情報群取得部は、前記物体情報格納部に格納されている３Ｄボクセル情報から、前記視線ベクトルが示す視線に対して垂直で、かつ間隔が一定の複数の第一スライス情報を切り出し、取得する情報処理装置である。【００６９】
かかる構成により、種々の角度のＤＲＲを生成することができる。【００７０】
また、本第二十九の発明の情報処理装置は、第二十六の発明に対して、前記第一スライス情報、第二スライス情報、および第三スライス情報は、各スライス情報を構成する点の透明度についての情報である透明度情報を有し、透明度情報を受け付ける受付部をさらに具備し、前記受付部が受け付けた透明度情報に応じて、前記重ね合わせて出力される複数の第三スライス情報の透明度が変化する情報処理装置である。【００７１】
かかる構成により、透明度が異なるＤＲＲを生成することができる。【００７２】
また、本第三十の発明の情報処理装置は、第二十六の発明に対して、前記２以上の各第一スライス情報は、胸部を含む画像である情報処理装置である。【００７３】
かかる構成により、胸部のＤＲＲを取得できる。
【発明の効果】
【００７４】
本発明による情報処理装置によれば、三次元の物体を出力したり、三次元の物体に対して操作したりできる。【００７５】
また、本発明による他の情報処理装置によれば、例えば、ＭＲＩやＣＴなどで取得した３次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセルデータに対して、３次元の関心領域を、簡単に抽出して出力できる。【００７６】
さらに、本発明による他の情報処理装置によれば、例えば、ＭＲＩやＣＴなどで取得した３次元の物体のボリュームテクスチャから、ＤＲＲを取得できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７７】
以下、情報処理装置等の実施形態について図面を参照して説明する。なお、実施の形態において同じ符号を付した構成要素は同様の動作を行うので、再度の説明を省略する場合がある。
（実施の形態１）【００７８】
図1は、本実施の形態における情報処理装置のブロック図である。【００７９】
情報処理装置は、入出力機器１０１、指示受付部１０２、物体情報格納部１０３、第一メッシュ情報格納部１０４、スライス情報群取得部１０５、スライス情報群格納部１０６、スライス情報群出力部１０７、第二メッシュ情報取得部１０８、第一スライス情報群取得部１０９、色情報決定部１１０、第二スライス情報群取得部１１１、変形物体出力部１１２、位置情報取得部１１３、弾性情報取得部１１４、弾性情報出力部１１５を具備する。色情報決定部１１０は、対応点決定手段１１０１、色情報決定手段１１０２を具備する。【００８０】
入出力機器１０１は、出力されているスライス情報群に対する所定の点または領域に対する指示を入力し、かつ、弾性情報出力部１１５の出力を受け付け、当該出力に対応する力ベクトルを出力する。「対応する力ベクトルを出力する」とは、例えば、モータ駆動により実現する。入出力機器１０１は、例えば、ＰＨＡＮＴｏＭ（ファントム）や振動する入力機器等である。なお、例えば、出力が画面出力である場合、入出力機器１０１は、例えば、マウスとディスプレイである。入出力機器１１は、２以上の機器から構成されていても良い。また、入出力機器１１は、情報処理装置に含まれると考えても、含まれないと考えても良い。なお、図１のブロック図は、情報処理装置は入出力機器１０１を含む場合の図である。領域に対する指示は、例えば、手術の器具である術具のイメージを示す術具メタファを用いて、複数の点（ノード）を含む領域に対する指示である。術具メタファは、手術で利用されるはさみやピンセットの図柄を有する画像データでも良いし、直方体や球などの形状を有する図形データや三次元画像データ等でも良い。【００８１】
指示受付部１０２は、出力されているスライス情報群の所定の点または領域に対する指示を受け付ける。また、指示受付部１０２は、スライス情報群の出力指示や出力されているスライス情報群（三次元物体）の回転などの指示である回転指示等を受け付ける。所定の点または領域に対する指示等の入力手段は、例えば、ＰＨＡＮＴｏＭ（ファントム）やマウスやキーボードやメニュー画面によるもの等、何でも良い。点または領域に対する指示と、出力指示が、異なる入力手段から入力されても良い。指示受付部１０２は、ＰＨＡＮＴｏＭやキーボード等の入力手段のデバイスドライバーや、メニュー画面の制御ソフトウェア等で実現され得る。なお、点または領域に対する指示は、通常、ＰＨＡＮＴｏＭ（ファントム）を用いた指示であり、点または領域を押下するような指示である。かかる押下するような指示に対して、ＰＨＡＮＴｏＭ（ファントム）が弾性に対応する力を出力し、ユーザは、その力を感じる結果、弾性を感じることができる。【００８２】
物体情報格納部１０３は、三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を格納している。３Ｄボクセル情報は、例えば、ＣＴやＭＲＩやＰＥＴなどの医用機器により取得される二次元画像の集合である。３Ｄボクセル情報は、例えば、ＣＴやＭＲＩなどで、人体の脳や、身体の中を撮影した二次元画像の集合である。３Ｄボクセル情報は、例えば、（ｘ，ｙ，ｚ，ｃｏｌ，弾性率）で構成される点の情報である。（ｘ，ｙ，ｚ，ｃｏｌ、弾性率）の（ｘ，ｙ，ｚ）は、三次元空間内での座標情報である。「ｃｏｌ」は、当該点の色情報である。「弾性率」は、当該点の弾力を示す値であり、弾性情報の一例である。点の情報は、アルファ値などの透明度についての情報である透明度情報を含んでも良い。３Ｄボクセル情報は、ここでは、点の間隔がなく、詰まっている点の情報であることが好適であるが、離散的な点の情報でも良い。なお、３Ｄボクセル情報は、（ｘ，ｙ，ｚ，ｃｏｌ）であり、弾性情報は、３Ｄボクセル情報への付加情報として保持していても良い。かかる場合も、３Ｄボクセル情報が弾性情報を有する、と考えても良い。物体情報格納部１０３は、不揮発性の記録媒体が好適であるが、揮発性の記録媒体でも実現可能である。また、弾性情報の例として、例えば、ヤング率、ポワソン比、破断値、摩擦係数などがある。【００８３】
第一メッシュ情報格納部１０４は、三次元の物体の三次元メッシュの情報である第一メッシュ情報を格納している。第一メッシュ情報は、三次元メッシュ情報である。三次元メッシュの情報は、三次元物体を構成する点の情報の集合である。三次元メッシュの情報は、間隔が空いている点の情報の集合である。ここでの点の情報は、通常、（ｘ，ｙ，ｚ，ｃｏｌ，弾性情報）のデータ構造を有する情報である。ただし、点の情報は、（ｘ，ｙ，ｚ）という座標情報のみでも良い。第一メッシュ情報格納部１０４は、不揮発性の記録媒体が好適であるが、揮発性の記録媒体でも実現可能である。【００８４】
スライス情報群取得部１０５は、物体情報格納部１０３に格納されている３Ｄボクセル情報から、視線に対して垂直で、かつ間隔が一定の複数のスライス情報を切り出し、スライス情報群を取得し、スライス情報群格納部１０６に少なくとも一時的に格納する。「視線に対して垂直である」とは、三次元物体が表示されている画面に垂直なベクトルである視線ベクトルに対して垂直である、ことである。なお、スライス情報は、平面を構成する点の情報の集合であり、通常、点間の間隔がなく、詰まっている。スライス情報群取得部１０５は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。スライス情報群取得部１０５の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【００８５】
スライス情報群格納部１０６は、三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を複数の平面で切り出した結果の二次元の画像データに基づいて構成される情報であるスライス情報であり、位置を示す情報である位置情報を有する複数の点の情報から構成されるスライス情報を、複数有するスライス情報群を格納している。なお、スライス情報群格納部１０６のスライス情報群は、予め用意されていても良い。かかる場合、情報処理装置において、スライス情報群取得部１０５は、不要である。また、スライス情報を構成する点は、弾性についての情報である弾性情報や、色情報を有しても良い。スライス情報群格納部１０６は、不揮発性の記録媒体でも、揮発性の記録媒体でも良い。【００８６】
スライス情報群出力部１０７は、スライス情報群格納部１０６のスライス情報群を出力する。ここで、出力とは、ディスプレイへの表示、プリンタへの印字、外部の装置（通常、表示装置を有する装置）への送信等を含む概念である。スライス情報群出力部１０７は、ディスプレイ等の出力デバイスを含むと考えても含まないと考えても良い。スライス情報群出力部１０７は、出力デバイスのドライバーソフトまたは、出力デバイスのドライバーソフトと出力デバイス等で実現され得る。なお、スライス情報群をディスプレイに出力した場合、通常、ユーザは、三次元の物体を認識できる。【００８７】
第二メッシュ情報取得部１０８は、指示受付部１０２が受け付けた指示に従って、第一メッシュ情報格納部１０４の第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する。第二メッシュ情報のデータ構造は、通常、第一メッシュ情報と同じである。なお、第二メッシュ情報取得部１０８は、第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する。第二メッシュ情報取得部１０８が、第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する処理は、通常、有限要素法による処理である。第二メッシュ情報取得部１０８は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。第二メッシュ情報取得部１０８の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【００８８】
第一スライス情報群取得部１０９は、第二メッシュ情報取得部１０８が取得した第二メッシュ情報に基づいて、色情報を有しない複数のスライス情報である第一スライス情報群を取得する。第一スライス情報群取得部１０９は、第一メッシュ情報に対して変形したメッシュ情報である第二メッシュ情報から構成される三次元物体をスライスして取得できる情報であるスライス情報を複数取得する。かかるスライス情報間の間隔は一定であることが好適である。また、複数のスライス情報は、視線ベクトルに対して垂直であることが好適である。また、第一スライス情報群を構成するスライス情報が色情報を有しない、とは、最終的に表示されない色であるダミーの色の色情報を有することも含む。第一スライス情報群取得部１０９は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。第一スライス情報群取得部１０９の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【００８９】
色情報決定部１１０は、第一スライス情報群を構成する複数のスライス情報の各点であり、物体情報格納部１０３に格納されている３Ｄボクセル情報の点に対応する各点の色情報を決定する。３Ｄボクセル情報の点に対応する各点は、３Dボクセル情報中の点であり、変形前の点である。色情報決定部１１０は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。色情報決定部１１０の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【００９０】
対応点決定手段１１０１は、第一スライス情報群を構成する複数のスライス情報の各点に対応する、３Ｄボクセル情報の中の各点を決定する。なお、この３Ｄボクセル情報の中の各点は、変形前の各点である。対応点決定手段１１０１は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。対応点決定手段１１０１の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【００９１】
色情報決定手段１１０２は、対応点決定手段１１０１が決定した３Ｄボクセル情報の中の各点の色情報を取得する。色情報決定手段１１０２は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。色情報決定手段１１０２の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【００９２】
第二スライス情報群取得部１１１は、色情報決定部１１０が決定した各点の色情報に基づいて、第一スライス情報群取得部１０９が取得した第一スライス情報群の各点に新たな色情報を設定し、第二スライス情報群を取得する。つまり、第二スライス情報群取得部１１１は、第一スライス情報群取得部１０９が取得した第一スライス情報群の各点に新たな色情報として、色情報決定部１１０が決定した各点の色情報を設定する。かかる色情報を設定した複数のスライス情報が第二スライス情報群である。第二スライス情報群取得部１１１は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。第二スライス情報群取得部１１１の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【００９３】
変形物体出力部１１２は、第二スライス情報群取得部１１１が取得した第二スライス情報群を出力する。出力とは、ディスプレイへの表示、プリンタへの印字、外部の装置（例えば、表示装置を具備する装置）への送信、記録媒体への蓄積等を含む概念である。表示は、ディスプレイやプロジェクターなどへの出力を言う。第二スライス情報群の表示態様は問わない。変形物体出力部１１２は、第二スライス情報群を構成する複数のスライスの中で、ディスプレイの奥行きの深い方のスライスから順に出力することが好適である。変形物体出力部１１２は、ディスプレイ等の出力デバイスを含むと考えても含まないと考えても良い。変形物体出力部１１２は、出力デバイスのドライバーソフトまたは、出力デバイスのドライバーソフトと出力デバイス等で実現され得る。【００９４】
位置情報取得部１１３は、指示に対応する点または領域を構成する点の、1以上の位置情報を取得する。位置情報は、通常、座標情報（ｘ，ｙ，ｚ）の集合である。位置情報取得部１１３は、1以上の位置情報を、スライス情報群から取得しても、第一スライス情報群から取得しても、第二スライス情報群から取得しても良い。位置情報取得部１１３は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。位置情報取得部１１３の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【００９５】
弾性情報取得部１１４は、位置情報取得部１１３が取得した1以上の位置情報と対になる1以上の弾性情報を取得する。弾性情報取得部１１４が弾性情報を取得する点と、位置情報取得部１１３が位置情報を取得する点は、同じである必要がある。弾性情報取得部１１４は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。弾性情報取得部１１４の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【００９６】
弾性情報出力部１１５は、弾性情報取得部１１４が取得した１以上の弾性情報に基づいて、力についての情報（例えば、力ベクトル）を出力する。出力とは、ファントムなどの入出力機器１０１への信号の送付、ディスプレイへの表示、プリンタへの印字、音出力、外部の装置への送信等を含む概念である。ここでの音出力は、例えば、力を音の強弱で表現した出力である。弾性情報出力部１１５は、ソフトウェアや、ディスプレイやスピーカー等の出力デバイスのドライバーソフトまたは、出力デバイスのドライバーソフトと出力デバイス等で実現され得る。【００９７】
次に、情報処理装置の動作について図２から図４のフローチャートを用いて説明する。【００９８】
（ステップＳ２０１）指示受付部１０２は、入出力機器１０１（キーボードやマウスなども場合もあり得る）からの指示を受け付けたか否かを判断する。指示を受け付ければステップＳ２０２に行き、指示を受け付けなければステップＳ２０１に戻る。【００９９】
（ステップＳ２０２）指示受付部１０２は、ステップＳ２０１で受け付けた指示が、スライス情報群の出力指示であるか否かを判断する。出力指示であればステップＳ２０３に行き、出力指示でなければステップＳ２０５に行く。【０１００】
（ステップＳ２０３）スライス情報群出力部１０７は、スライス情報群格納部１０６からスライス情報群を読み出す。かかるスライス情報群を構成する各スライス情報は、通常、視線ベクトルに対して垂直である。【０１０１】
（ステップＳ２０４）スライス情報群出力部１０７は、ステップＳ２０３で読み出したスライス情報群を出力する。ステップＳ２０１に戻る。なお、スライス情報群の出力により、三次元物体が表示される。【０１０２】
（ステップＳ２０５）指示受付部１０２は、ステップＳ２０１で受け付けた指示が、三次元物体の回転指示であるか否かを判断する。回転指示であればステップＳ２０６に行き、回転指示でなければステップＳ２０９に行く。【０１０３】
（ステップＳ２０６）スライス情報群取得部１０５は、ステップＳ２０１で受け付けた回転指示に基づいて、視線ベクトルを取得する。視線ベクトルは、ディスプレイの表示面と垂直のベクトルである。回転指示は、マウス等の入出力機器１０１により入力される。マウスで三次元物体を回転させる処理は公知技術による処理であるので、詳細な説明は省略する。【０１０４】
（ステップＳ２０７）スライス情報群取得部１０５は、物体情報格納部１０３に格納されている３Ｄボクセル情報から、視線ベクトルに対して垂直で、かつ間隔が一定の複数のスライス情報を切り出し、スライス情報群を取得する。間隔の値は予め格納されている、とする。【０１０５】
（ステップＳ２０８）スライス情報群取得部１０５は、ステップＳ２０７で取得したスライス情報群を、スライス情報群格納部１０６に、少なくとも一時蓄積する。ステップＳ２０４に行く。【０１０６】
（ステップＳ２０９）指示受付部１０２は、ステップＳ２０１で受け付けた指示が、点または領域の指示であるか否かを判断する。点または領域の指示であればステップＳ２１０に行き、点または領域の指示でなければステップＳ２０１に戻る。なお、点または領域の指示方法は、マウスを利用した方法など、問わない。【０１０７】
（ステップＳ２１０）位置情報取得部１１３は、ステップＳ２０１で受け付けた指示に対応する点、または領域を構成する点の、1以上の位置情報を取得する。【０１０８】
（ステップＳ２１１）弾性情報取得部１１４は、位置情報取得部１１３が取得した1以上の位置情報と対になる1以上の弾性情報を、スライス情報群格納部１０６の各スライス情報、または物体情報格納部１０３の３Ｄボクセル情報から取得する。まず、弾性情報取得部１１４は、1以上の位置情報を有する点を、各スライス情報または３Ｄボクセル情報から検索する。次に、検索により得た点の弾性情報を取得する。【０１０９】
（ステップＳ２１２）弾性情報出力部１１５は、弾性情報取得部１１４が取得した１以上の弾性情報から出力する弾性情報を演算して、算出する。弾性情報出力部１１５が取得する弾性情報と、出力する弾性情報が異なる情報でも良い。例えば、取得する弾性情報が弾性率であり、出力する弾性情報が力であっても良い。また、弾性情報は、例えば、弾性率である。弾性率は、ヤング率でも、体積弾性率でも、剛性率でも、ポアソン比でも良い。この場合、弾性情報出力部１１５は、１以上の弾性情報の平均値を算出し、出力する弾性情報としても良い。また、例えば、弾性情報出力部１１５は、１以上の弾性情報の最大値を出力する弾性情報としても良い。また、例えば、弾性情報出力部１１５は、１以上の弾性情報の最小値を出力する弾性情報としても良い。その他、弾性情報出力部１１５は、１以上の弾性情報（ｅ１，ｅ２・・・、ｅｎ）をパラメータに用いた所定の関数ｆ（ｆ（ｅ１，ｅ２・・・、ｅｎ））により、出力する弾性情報を算出しても良い。【０１１０】
（ステップＳ２１３）弾性情報出力部１１５は、ステップＳ２１２で取得した１以上の弾性情報を、入出力機器１１（通常、ＰＨＡＮＴｏＭ）に出力する。【０１１１】
（ステップＳ２１４）入出力機器１０１は、モータ駆動により振動する。かかる処理により、ユーザに弾性が伝わる。【０１１２】
（ステップＳ２１５）変形物体出力部１１２は、変形されたスライス情報群（三次元物体）を出力する。かかる処理を変形処理と言い、図３、図４のフローチャートを用いて説明する。三次元物体の変形処理は、ステップＳ２０１における指示に対応する。つまり、例えば、ユーザが、ＰＨＡＮＴｏＭにより、ある点または領域を押下した際、押下した強さ（または、時間など）により、三次元物体は変形する。ステップＳ２０４に行く。【０１１３】
なお、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ２１５の変形処理は、ステップＳ２１０の前に行っても良い。【０１１４】
なお、図２のフローチャートにおいて、電源オフや処理終了の割り込みにより処理は終了する。【０１１５】
次に、ステップＳ２１５における変形処理について図３、図４のフローチャートを用いて説明する。【０１１６】
（ステップＳ３０１）第二メッシュ情報取得部１０８は、第一メッシュ情報格納部１０４から第一メッシュ情報を読み出す。【０１１７】
（ステップＳ３０２）第二メッシュ情報取得部１０８は、ステップＳ２０１で受け付けた指示に基づいて、ステップＳ３０１で読み出した第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する。変形指示に基づいてメッシュ情報を変形する処理は、公知技術（有限要素法の技術）であるので、詳細な説明は省略する。【０１１８】
（ステップＳ３０３）第一スライス情報群取得部１０９は、ステップＳ３０２で取得した第二メッシュ情報に基づいて、複数のスライス情報である第一スライス情報群を取得する。第二メッシュ情報が構成する三次元物体をスライスし、複数の平面の情報を得る。かかる平面の情報がスライス情報である。スライス情報は、座標情報（ｘ，ｙ，ｚ）で示される点の集合であり、色情報は有さない。かかる場合、第一スライス情報群取得部１０９は、視線ベクトルに対して垂直となり、所定の間隔で、複数のスライス情報である第一スライス情報群を取得する。ここで、第一スライス情報群を構成するスライス情報は、色情報を有しない。【０１１９】
（ステップＳ３０４）第二スライス情報群取得部１１１は、第二スライス情報群を取得する。かかる処理の詳細については、図４のフローチャートを用いて説明する。【０１２０】
（ステップＳ３０５）変形物体出力部１１２は、ステップＳ３０４で取得した第二スライス情報群を出力する。上位関数にリターンする。【０１２１】
次に、ステップＳ３０４における第二スライス情報群を取得する処理について図４のフローチャートを用いて説明する。【０１２２】
（ステップＳ４０１）第二スライス情報群取得部１１１は、カウンタｉに１を代入する。【０１２３】
（ステップＳ４０２）第二スライス情報群取得部１１１は、ｉ番目のスライス情報（未処理のスライス情報）が、第一スライス情報群の中に存在するか否かを判断する。ｉ番目のスライス情報が存在すればステップＳ４０３に行き、ｉ番目のスライス情報が存在しなければ上位関数にリターンする。【０１２４】
（ステップＳ４０３）第二スライス情報群取得部１１１は、カウンタｊに１を代入する。【０１２５】
（ステップＳ４０４）第二スライス情報群取得部１１１は、ｉ番目のスライス情報の中に未処理のｊ番目の点があるかどうか判断する。ｊ番目の点が存在すればステップＳ４０５に行き、ｊ番目の点が存在しなければステップＳ４０９に飛ぶ。なお、「未処理」とは、色情報を設定していないことを言う。【０１２６】
（ステップＳ４０５）対応点決定手段１１０１は、ｉ番目のスライス情報の中のｊ番目の点に対応する点であり、３Ｄボクセル情報中の点を決定する。３Ｄボクセル情報中の点とは、変形前の点である。なお、ｊ番目の点は、変形後の点である。３Ｄボクセル情報中の点を決定するアルゴリズムの例の詳細は、後述する。【０１２７】
（ステップＳ４０６）色情報決定手段１１０２は、ステップＳ４０５で決定した３Ｄボクセル情報中の点の色情報を取得する。【０１２８】
（ステップＳ４０７）色情報決定手段１１０２は、ステップＳ４０６で取得した色情報を、ｉ番目のスライス情報の中のｊ番目の点の色情報に設定する。【０１２９】
（ステップＳ４０８）第二スライス情報群取得部１１１は、カウンタｊを１、インクリメントする。ステップＳ４０４に戻る。【０１３０】
（ステップＳ４０９）第二スライス情報群取得部１１１は、カウンタｉを１、インクリメントする。ステップＳ４０２に戻る。【０１３１】
以下、本実施の形態における情報処理装置の具体的な動作について説明する。本情報処理装置において、例えば、三次元物体は、心臓や肺などの臓器である。ただし、かかる三次元物体は、４面体の集合で近似できる。したがって、ここでは、説明の簡単化のために、図５（ａ）に示す４面体を変形させた場合について説明する。図５（ａ）において、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｏの４点を有する。点Ｐは、４面体の内部のある点である。【０１３２】
物体情報格納部１０３は、図６に示す３Ｄボクセル情報を格納している。第一メッシュ情報格納部１０４は、例えば、図７に示す第一メッシュ情報を格納している。３Ｄボクセル情報は、図５（ａ）に示す４面体を構成する全ての点の情報である点情報の集合である。点情報は、ここでは、位置情報（ｘ，ｙ，ｚ）と色情報（図６において、「ｃｏｌ１」など）と弾性情報（図６において、「ｅ１」など）を有する。また、第一メッシュ情報は、例えば、４面体の外側および内側の点の情報（点の間は間隔があいている）の集合である。【０１３３】
また、スライス情報群取得部１０５は、図８に示すように、視線ベクトルに対して垂直となり、所定の間隔で、複数のスライス情報であるスライス情報群を、３Ｄボクセル情報から取得する。スライス情報群取得部１０５は、表示対象の三次元物体の位置「ｍｉｎＤ」と「ｍａｘＤ」を求め、所定の間隔「Ｄ」でスライスし、複数のスライス情報を取得する。スライス情報は、点の情報の集合である。また、スライス情報を構成する点間の間隔はない。つまり、スライス情報により示される平面は、点の情報により詰まっている。ここでの点の情報は、位置情報（ｘ，ｙ，ｚ）を有し、色情報を有さない。その結果、スライス情報群取得部１０５は、図９に示すスライス情報群を取得する。スライス情報群は、スライス情報Ｓ１，スライス情報Ｓ２，スライス情報Ｓ３などを有する。なお、視線ベクトルに対して垂直にスライス情報を取得するのは、ユーザがスライス情報の集合を見た場合に、間引いたスライス情報でも、立体的に見えるようにするためである。また、所定の間隔で、間引いたスライス情報を取得するのは、表示処理の高速化のためである。また、一定の間隔でスライス情報を取得するのは、高品質な三次元物体を表示するためである。なお、視線ベクトルは、画面に対して垂直のベクトルであり、指示受付部１０２が回転指示を受け付けた場合、当該回転指示に応じて変化する。【０１３４】
そして、スライス情報群取得部１０５は、取得した図９のスライス情報群を、少なくとも一時的に、スライス情報群格納部１０６に格納する。【０１３５】
次に、スライス情報群出力部１０７は、スライス情報群格納部１０６のスライス情報群を出力する。ここで、出力されたスライス情報群により、ユーザは、三次元の四面体を認識できる。なお、スライス情報群出力部１０７がスライス情報群を出力するトリガーは、ユーザ指示でも良いし、外部装置からの命令の受信等でも良い。そのトリガーは問わない。【０１３６】
次に、ユーザは、出力されているスライス情報群に対する所定の点または領域に対する指示を入力し、表示されている三次元の四面体を変形しようとする、とする。かかる指示を変形指示という。ここでは、変形指示は、例えば、情報処理装置が具備するファントムで入力する。ファントムでの入力は、例えば、図５（ａ）に示す４面体の点Ｏを左横に所定の力で押下する入力である。そして、指示受付部１０２は、変形指示を受け付ける。かかる入力により、図５（ａ）に示す４面体は、図５（ｂ）に示すような４面体になる。そして、かかる変形指示に基づいて、第二メッシュ情報取得部１０８は、図７の第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する。第二メッシュ情報を図１０に示す。つまり、第二メッシュ情報は、図５（ｂ）の４面体を示す情報である。なお、第一メッシュ情報を変形し、第二メッシュ情報を取得する処理は、有限要素法による公知技術であるので詳細な説明は省略する。【０１３７】
次に、色情報の取得処理について説明する。図５（ａ），（ｂ）にあるように、メッシュ要素内部のある点Ｐが、変形指示の入力によってＰ'に変位したとき、Ｐ'の色情報には３Ｄボクセル情報内のＰの位置にある色情報を割り当てる必要がある。変形前後においてメッシュ内部の任意点の各頂点からの相対位置が変化しないとすれば、変形前後の内部点Ｐ，Ｐ'の位置は共通のパラメータｓ，ｔ，ｕを用いて、次のように各エッジの線形結合として表すことができる。【０１３８】
ＯＰ＝ｓＯＡ＋ｔＯＢ＋ｕＯＣ                  式（１）【０１３９】
Ｏ'Ｐ'＝ｓＯ'Ａ'＋ｔＯ'Ｂ'＋ｕＯ'Ｃ'  式（２）【０１４０】
ここで、対応点決定手段１１０１は、式（２）を解いて、変形後のメッシュから内部の点Ｐ'を定義するパラメータｓ，ｔ，ｕを求め、式（１）から変形前の位置Ｐを得る。そして、位置Ｐに対応する色情報を、図６に示す３Ｄボクセル情報から取得する。そして、色情報決定手段１１０２は、対応点決定手段１１０１が決定した第一スライス情報群を構成する複数のスライス情報の中の各点の色情報を取得し、設定する。その結果、図１１の変形後の各スライス情報を構成する各点は、色情報を有することとなる。【０１４１】
以上の処理において、メッシュ情報を構成するノード（点）に変位が生じたり、メッシュ情報の再構成が行われたりした場合でも、シミュレーション前後において、要素内の点の各ノードからの相対位置が求められる限り、内部の任意点における色情報が再現可能である。【０１４２】
次に、変形物体出力部１１２は、第二スライス情報群を出力する。かかる処理により、変形指示を受け付けた後の三次元物体がリアルタイムに出力される。変形指示の受け付けと変形後の三次元物体の出力を繰り返すことで、例えば、医療分野における生体機能解析やリアルタイムの手術シミュレーション等が可能となる。【０１４３】
次に、位置情報取得部１１３は、受け付けた指示（変形指示）に対応する点、または領域を構成する点の、1以上の位置情報を取得する。ここでは、例えば、点Ｏの位置情報を取得する。そして、次に、弾性情報取得部１１４は、位置情報取得部１１３が取得した点Ｏの位置情報と対になる1以上の弾性情報（ｅ）を、スライス情報群格納部１０６の各スライス情報、または物体情報格納部１０３の３Ｄボクセル情報から取得する。【０１４４】
次に、弾性情報出力部１１５は、弾性情報取得部１１４が取得した１以上の弾性情報から出力する力ベクトルを演算して、算出する。弾性情報取得部１１４が取得した１つの弾性情報である場合、弾性情報出力部１１５は、通常、当該弾性情報をそのまま出力する。【０１４５】
次に、弾性情報出力部１１５は、取得した力ベクトルを、ファントムに出力する。そして、ファントムは、力ベクトルに対応して、モータを駆動する。そして、ユーザは、ファントムを使用して、与えた押し込みに対して得られる反力を感じることができる。【０１４６】
以上、本実施の形態によれば、メッシュに生じた変形や破壊を、表面及び内部の色情報を伴って実時間で描出することができる。また、三次元の物体の弾性に関する情報を扱うことができる。具体的には、ファントムなどの入出力機器を用いて、出力されている三次元物体を押したり、掴んだりした場合に、その押したり、掴んだりした箇所の硬さを感じながら三次元物体の形状を変えることができる。また、本実施の形態によれば、３Ｄボクセル情報から取得したスライス情報群と、メッシュ情報を用いて、リアルタイムの三次元物体の変形を、硬さを感じながらシミュレーションできる。つまり、元画像のボクセルデータ（３Ｄボクセル情報）と対象領域のメッシュデータ（メッシュ情報）の両方を使用し、変形後のメッシュ要素をテクスチャマップされた断面の重なりによって表現することによって、物体表面・内部構造の高精細な描画を行え、かつ三次元物体を構成する各点、または／およびスライス情報群を構成する各点が弾性情報を有することにより、ユーザは、三次元物体の硬さを感じながら、当該三次元物体の変形をシミュレーションできる。また、本実施の形態によれば、有限要素法を代表とする力学計算アルゴリズムに対応し、専用のグラフィクスカードを必要とせずに、汎用ＰＣ上で、例えば、２５６×２５６×２５６  ｖｏｘｅｌからなるボリュームデータに対して、なめらかな変形アニメーションを生成することができる。【０１４７】
なお、本実施の形態における情報処理装置の処理について評価を行った。描画に要する計算時間を検証するために、４パターンの同形状で詳細度の異なるメッシュ（図１２（ａ）の立方体、メッシュ数Ｅは５８９，１１０４，４４６３，８４６８）と対応する２５６×２５６×２５６と１２８×１２８×１２８の２パターンのボリュームテクスチャを用意した。それぞれに対し、スライス間隔Ｄが１．０と２．０の場合を考え、計１６通りに対して１秒間における描画フレーム数を測定した。それぞれの場合でのフレーム数を図１３に示す。なお、図１２の各画像データは、色情報も含むことは言うまでもない。【０１４８】
また、本実施の形態によれば、要素数が多くなると生成されるベースポリゴンが増加し、フレーム数は減少する。フレーム数はスライス間隔Ｄにはほぼ比例し、２５６×２５６×２５６ｖｏｘｅｌのボリュームテクスチャを用いた場合、スライス間隔Ｄを２とすれば要素数が２０００程度までのメッシュで１０Ｈｚ以上のフレーム数を達成できており、物体に対する操作に対して対話的になめらかなアニメーションを提示することができた。【０１４９】
また、本実施の形態における情報処理装置は、ＣＴやＭＲＩによって取得される人体臓器などの三次元物体形状に対し、変形シミュレーションを行った際の表面・内部構造の可視化に有用である。ここで、人体臓器などの三次元物体の形状に対し適用した結果を、以下に示す。例えば、図１４（ａ）はＣＴによって取得された二次元画像集合から抽出された心筋部位のボリュームレンダリング結果である。同形状の四面体メッシュモデルを作成し、変形シミュレーションを行った結果を図１４（ｂ）に示す。濃淡値が反映されるため、変形後の冠動脈などの微細組織や物体表面の性状が高精細に描出される。また、α値を変化させることによって内部構造（心内腔）の変形も観察できる。かかることは、他の実施の形態においても同様である。なお、図１４の各画像データは、色情報も含むことは言うまでもない。また、ユーザは、変形させた際に、その箇所の硬さを感じることができる。【０１５０】
また、本実施の形態における情報処理装置は、臓器等の三次元物体の変形のシミュレーションだけではなく、エンターテイメント向けのアニメーション生成など、コンピュータグラフィクスに関連した幅広い用途に有用であり、ボリュームビジュアライゼーションの適用範囲を大きく拡大できる。【０１５１】
また、本実施の形態において、例えば、図１５（ａ）に示すような三次元物体に対して、ファントムを用いて、ポイントＸを押下する処理を行うと、図１５（ｂ）に示すように三次元物体が変形するとともに、変形に要する力がファントムに戻り、ユーザは、その力を実感することができる。本三次元物体は、車のエンジン部分である。図１５（ａ）（ｂ）は、力学構造解析を行っている様子を示す図である。なお、三次元物体が人間の臓器であり、かかる仕組みを人間の手術のシミュレーションで用いれば、視覚的だけではなく、触覚により、人体の手術のシミュレーションが可能となる。【０１５２】
さらに、本実施の形態における処理は、ソフトウェアで実現しても良い。そして、このソフトウェアをソフトウェアダウンロード等により配布しても良い。また、このソフトウェアをＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体に記録して流布しても良い。なお、このことは、本明細書における他の実施の形態においても該当する。なお、本実施の形態における情報処理装置を実現するソフトウェアは、以下のようなプログラムである。つまり、このプログラムは、コンピュータに、三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を複数の平面で切り出した結果の二次元の画像データに基づいて構成される情報であるスライス情報であり、位置を示す情報である位置情報と弾性についての情報である弾性情報を有する複数の点の情報から構成されるスライス情報を、複数有するスライス情報群を出力するスライス情報群出力ステップと、前記出力されているスライス情報群の所定の点または領域に対する指示を受け付ける指示受付ステップと、前記指示に対応する点または領域を構成する点の、1以上の位置情報を取得する位置情報取得ステップと、前記位置情報取得ステップで取得した1以上の位置情報と対になる1以上の弾性情報を取得する弾性情報取得ステップと、前記弾性情報取得ステップで取得した１以上の弾性情報に基づいて出力する弾性情報出力ステップを実行させるためのプログラム、である。【０１５３】
また、コンピュータに、三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を複数の平面で切り出した結果の二次元の画像データに基づいて構成される情報であるスライス情報であり、位置を示す情報である位置情報と色についての情報である色情報と弾性についての情報である弾性情報を有する複数の点の情報から構成されるスライス情報を、複数有するスライス情報群を出力するスライス情報群出力ステップと、前記出力されているスライス情報群の所定の点または領域に対する指示を受け付ける指示受付ステップと、前記指示に基づいて、格納している第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する第二メッシュ情報取得ステップと、前記第二メッシュ情報に基づいて、色情報を有しない複数のスライス情報である第一スライス情報群を取得する第一スライス情報群取得ステップと、前記第一スライス情報群を構成する複数のスライス情報の各点であり、前記３Ｄボクセル情報の点に対応する各点の色情報を決定する色情報決定ステップと、前記色情報決定ステップで決定した各点の色情報に基づいて、前記第一スライス情報群取得ステップで取得した第一スライス情報群の各点に新たな色情報を設定し、第二スライス情報群を取得する第二スライス情報群取得ステップと、前記第二スライス情報群を出力する変形物体出力ステップと、前記指示に対応する点または領域を構成する点の、1以上の位置情報を取得する位置情報取得ステップと、前記位置情報取得ステップで取得した1以上の位置情報と対になる1以上の弾性情報を取得する弾性情報取得ステップと、前記弾性情報取得ステップで取得した１以上の弾性情報に基づいて出力する弾性情報出力ステップを実行させるためのプログラム、でも良い。
（実施の形態２）【０１５４】
本実施の形態において、実施の形態１で述べた弾性情報を、容易に設定できるオーサリング機能を有した情報処理装置について説明する。本実施の形態において、情報処理装置は、ユーザが指定した三次元物体の一部の３次元領域について、所望の弾性情報を、自由に設定できる。【０１５５】
図１６は、本実施の形態における情報処理装置のブロック図である。【０１５６】
情報処理装置は、入力受付部１６０１、物体情報格納部１０３、第一メッシュ情報格納部１０４、スライス情報群取得部１０５、スライス情報群格納部１０６、スライス情報群出力部１０７、三次元領域マスク形状変更部１６０２、三次元領域マスク位置変更部１６０３、メッシュ情報取得部１６０４、弾性情報設定部１６０５を具備する。【０１５７】
入力受付部１６０１は、三次元幾何形状を有する三次元領域マスクについての入力、および弾性についての情報である弾性情報についての入力、およびスライス情報群を出力する出力指示等を受け付ける。三次元領域マスクとは、３Ｄボクセル情報、または１以上のスライス情報を有するスライス情報群を切り出す（領域を分ける）ための情報であり、三次元幾何形状を有する情報である。三次元領域マスクは、三次元メッシュの情報である。三次元メッシュの情報は、三次元物体を構成する点の情報の集合である。三次元メッシュの情報は、間隔が空いている点の情報の集合である。点の情報は、通常、（ｘ，ｙ，ｚ）という座標情報である。弾性情報は、例えば、弾性率である。なお、入力受付部１６０１が受け付ける弾性情報は、三次元領域マスクで指定される三次元の領域の点の集合に、設定される弾性情報である。また、三次元領域マスクについての入力には、三次元領域マスクを生成する指示である生成指示、三次元領域マスクの形状を変化させる指示である形状変化指示、三次元領域マスクの位置を変更する指示である位置変化指示などがある。なお、生成指示は、例えば、三次元領域マスクを３Ｄボクセル情報中に配置する指示でも良い。また、生成指示は、例えば、複数の形状の三次元領域マスクが存在する場合において、形状を選択し、当該形状の三次元領域マスクを３Ｄボクセル情報中に配置する指示でも良い。また、生成指示は、例えば、表示されている立体画像の輪郭をマウス等の入力手段でなぞって、立体的な三次元領域マスクを構築する指示でも良い。また、出力指示により、スライス情報群が出力される。また、かかる指示や弾性情報の入力手段は、テンキーやキーボードやマウスやメニュー画面によるもの等、何でも良い。入力受付部１６０１は、テンキーやキーボード等の入力手段のデバイスドライバーや、メニュー画面の制御ソフトウェア等で実現され得る。なお、三次元領域マスクは、通常、四面体の集合である。そして、出力されている三次元領域マスクを構成する四面体の各頂点は、座標情報のみならず、弾性情報を有しても良いし、四面体の各頂点と対応付けて、弾性情報を有しても良い。【０１５８】
三次元領域マスク形状変更部１６０２は、入力受付部１６０１が形状変化指示を受け付けた場合、当該形状変化指示に基づいて、三次元領域マスクの形状を変更し、出力する。三次元領域マスク形状変更部１６０２は、例えば、入力受付部１６０１が、入力手段であるマウスの右ボタンのクリックを受け付ける毎に、三次元領域マスクの大きさを、重心を変えずに９０％の大きさに縮小する。また、三次元領域マスク形状変更部１６０２は、例えば、入力受付部１６０１が、入力手段であるマウスの左ボタンのクリックを受け付ける毎に、第二三次元領域マスクの大きさを、重心を変えずに１１０％の大きさに拡大する。また、三次元領域マスク形状変更部１６０２は、入力受付部１６０１が、入力手段であるマウスのドラッグの信号を受け付け、当該信号に従って、マウスで指示されている箇所（点）の形状を変更する。三次元領域マスク形状変更部１６０２が行う処理は、三次元メッシュの情報の変形処理であり、公知の技術であるので詳細な説明は省略する。三次元領域マスク形状変更部１６０２は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。三次元領域マスク形状変更部１６０２の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【０１５９】
三次元領域マスク位置変更部１６０３は、入力受付部１６０１が位置変化指示を受け付けた場合、当該位置変化指示に基づいて、三次元領域マスクの位置を変更し、出力する。「三次元領域マスクの位置を変更する」とは、スライス情報群に対する相対的な位置を変更することである。三次元領域マスク位置変更部１６０３は、例えば、入力手段がＰＨＡＮＴｏＭである場合、ＰＨＡＮＴｏＭを押し込むと、スライス情報群に対して、三次元領域マスクを奥行きの奥の方向に移動させる処理を行う。三次元領域マスク位置変更部１６０３が行う処理は、三次元メッシュの位置の変更処理であり、公知の技術であるので詳細な説明は省略する。三次元領域マスク位置変更部１６０３は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。三次元領域マスク位置変更部１６０３の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【０１６０】
メッシュ情報取得部１６０４は、三次元領域マスクを構成する三次元メッシュの情報であるメッシュ情報を取得し、出力する。メッシュ情報は、入力受付部１６０１が受け付けた指示に基づいて、取得されるメッシュ情報（三次元領域マスクを構成するメッシュ情報）、そのままであっても良い。また、メッシュ情報は、三次元領域マスク形状変更部１６０２、または／および三次元領域マスク位置変更部１６０３が処理した結果の三次元領域マスクのメッシュ情報であっても良い。例えば、入力受付部１６０１が三次元領域マスクの形状の選択を受け付ける場合、選択され得る形状のメッシュ情報は、メッシュ情報取得部１６０４が予め保持している、とする。メッシュ情報取得部１６０４は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。メッシュ情報取得部１６０４の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【０１６１】
弾性情報設定部１６０５は、メッシュ情報に基づいて、スライス情報群の各スライス情報が有する各点であり、メッシュ情報の内側の領域である内側領域の各点に対して、弾性情報を設定する。この弾性情報は、入力受付部１６０１が受け付けた入力に基づく弾性情報である。また、弾性情報設定部１６０５は、メッシュ情報に基づいて、物体情報格納部１０３の３Ｄボクセルデータを構成する各点であり、メッシュ情報の内側の領域である内側領域の各点に対して、弾性情報を設定しても良い。弾性情報設定部１６０５は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。弾性情報設定部１６０５の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【０１６２】
次に、情報処理装置の動作について図１７のフローチャートを用いて説明する。【０１６３】
（ステップＳ１７０１）入力受付部１６０１は、入力を受け付けたか否かを判断する。入力を受け付ければステップＳ１７０２に行き、入力を受け付けなければステップＳ１７０１に戻る。【０１６４】
（ステップＳ１７０２）入力受付部１６０１は、ステップＳ１７０１で受け付けた入力が出力指示であるか否かを判断する。出力指示であればステップＳ１７０３に行き、出力指示でなければステップＳ１７０５に行く。なお、出力指示とは、例えば、情報処理装置やアプリケーションの起動の指示である。【０１６５】
（ステップＳ１７０３）スライス情報群出力部１０７は、スライス情報群格納部１０６からスライス情報群を読み出す。【０１６６】
（ステップＳ１７０４）スライス情報群出力部１０７は、ステップＳ１７０３で取得したスライス情報群を出力する。ステップＳ１７０１に戻る。【０１６７】
（ステップＳ１７０５）入力受付部１６０１は、ステップＳ１７０１で受け付けた入力が生成指示であるか否かを判断する。生成指示であればステップＳ１７０６に行き、生成指示でなければステップＳ１７０８に行く。【０１６８】
（ステップＳ１７０６）メッシュ情報取得部１６０４は、予め格納されているメッシュ情報を読み出し、出力する。メッシュ情報取得部１６０４は、２以上のメッシュ情報（例えば、球面体、円柱形状など）を、予め保持していても良い。【０１６９】
（ステップＳ１７０７）メッシュ情報取得部１６０４は、ステップＳ１７０６で取得したメッシュ情報を一時格納する。ステップＳ１７０１に戻る。【０１７０】
（ステップＳ１７０８）入力受付部１６０１は、ステップＳ１７０１で受け付けた入力が形状変更指示であるか否かを判断する。形状変更指示であればステップＳ１７０９に行き、形状変更指示でなければステップＳ１７１１に行く。【０１７１】
（ステップＳ１７０９）三次元領域マスク形状変更部１６０２は、一時格納されているメッシュ情報の形状を変更し、変更したメッシュ情報を出力する。【０１７２】
（ステップＳ１７１０）三次元領域マスク形状変更部１６０２は、ステップＳ１７０９で形状を変更したメッシュ情報を一時格納する。ステップＳ１７０１に戻る。【０１７３】
（ステップＳ１７１１）入力受付部１６０１は、ステップＳ１７０１で受け付けた入力が位置変更指示であるか否かを判断する。位置変更指示であればステップＳ１７１２に行き、位置変更指示でなければステップＳ１７１４に行く。【０１７４】
（ステップＳ１７１２）三次元領域マスク位置変更部１６０３は、一時格納されているメッシュ情報の位置を変更し、メッシュ情報を出力する。この位置は、三次元空間での位置である。【０１７５】
（ステップＳ１７１３）三次元領域マスク位置変更部１６０３は、ステップＳ１７１２で位置を変更したメッシュ情報を一時格納する。ステップＳ１７０１に戻る。【０１７６】
（ステップＳ１７１４）入力受付部１６０１は、ステップＳ１７０１で受け付けた入力が弾性情報であるか否かを判断する。弾性情報であればステップＳ１７１５に行き、弾性情報でなければステップＳ１７０１に戻る。【０１７７】
（ステップＳ１７１５）弾性情報設定部１６０５は、ステップＳ１７０１で受け付けた弾性情報を、所定の点の弾性情報として設定する。かかる弾性情報の設定処理について、図１８のフローチャートを用いて詳細に説明する。【０１７８】
なお、図１７のフローチャートにおいて、電源オフや処理終了の割り込みにより処理は終了する。【０１７９】
次に、ステップＳ１７１５の弾性情報の設定処理について図１８のフローチャートを用いて説明する。【０１８０】
（ステップＳ１８０１）弾性情報設定部１６０５は、カウンタｉに１を代入する。【０１８１】
（ステップＳ１８０２）弾性情報設定部１６０５は、ｉ番目のスライス情報（未処理のスライス情報）が、第一スライス情報群の中に存在するか否かを判断する。ｉ番目のスライス情報が存在すればステップＳ１８０３に行き、ｉ番目のスライス情報が存在しなければ上位関数にリターンする。【０１８２】
（ステップＳ１８０３）弾性情報設定部１６０５は、カウンタｊに１を代入する。【０１８３】
（ステップＳ１８０４）弾性情報設定部１６０５は、ｉ番目のスライス情報の中のｊ番目の点（未処理の点）が存在するか否かを判断する。ｊ番目の点が存在すればステップＳ３０５に行き、ｊ番目の点が存在しなければステップＳ３１３に飛ぶ。なお、「未処理」とは、弾性情報の設定をするか否かの判断をしていないことを言う。【０１８４】
（ステップＳ１８０５）弾性情報設定部１６０５は、ｉ番目のスライス情報の中のｊ番目の点の位置情報（ｘ，ｙ，ｚ）を取得する。【０１８５】
（ステップＳ１８０６）弾性情報設定部１６０５は、ｊ番目の点が、内側領域の点であるか、外側領域の点であるか、を判断する。かかる処理は、例えば、以下のように行う。つまり、弾性情報設定部１６０５は、三次元空間の中で、ｉ番目のスライス情報と、第一メッシュ情報との交点を全て算出する（かかる処理は、公知の処理である）。弾性情報設定部１６０５は、かかる交点が全く存在しなければ、ｉ番目のスライス情報のすべての点は、外側領域の点である、と判断する。また、弾性情報設定部１６０５は、交点が１つだけ存在すれば、その１点のみ内側領域の点で、他の点は外側領域の点である、と判断する。交点が複数存在する場合、複数の交点は、閉じた平面を構成している。弾性情報設定部１６０５は、ｊ番目の点が、かかる閉じた平面内の点である場合は、当該点は内側領域の点で、ｊ番目の点が、他の点である場合は外側領域の点である、と判断する。なお、閉じた平面の境界を構成する全点が与えられた場合に、任意の点ｊが、当該平面内の点であるか否かを判断する処理は、公知の処理であるので、詳細な説明は省略する。【０１８６】
（ステップＳ１８０７）弾性情報設定部１６０５は、ステップＳ１８０６の判断結果が、内側領域の点であるとの判断結果の場合はステップＳ１８０８に行き、外側領域の点であるとの判断結果の場合はステップＳ１８０９にいく。【０１８７】
（ステップＳ１８０８）弾性情報設定部１６０５は、受け付けた弾性情報を、ｊ番目の点の弾性情報として設定する。【０１８８】
（ステップＳ１８０９）弾性情報設定部１６０５は、カウンタｊを１、インクリメントする。ステップＳ１８０４に行く。【０１８９】
（ステップＳ１８１０）弾性情報設定部１６０５は、カウンタｉを１、インクリメントする。ステップＳ１８０２に行く。【０１９０】
以下、本実施の形態における情報処理装置の具体的な動作について説明する。【０１９１】
本情報処理装置において、出力対象の三次元物体は、例えば、人間の胴体である。【０１９２】
そして、物体情報格納部１０３は、図６に示すような構造を有する３Ｄボクセル情報を格納している、とする。また、第一メッシュ情報格納部１０４は、例えば、図７に示すような構造を有する第一メッシュ情報を格納している、とする。【０１９３】
また、スライス情報群取得部１０５は、図８に示すように、視線ベクトルに対して垂直となり、所定の間隔で、複数のスライス情報であるスライス情報群を、３Ｄボクセル情報から取得する。【０１９４】
そして、スライス情報群取得部１０５は、取得したスライス情報群を、少なくとも一時的に、スライス情報群格納部１０６に格納する。【０１９５】
次に、スライス情報群出力部１０７は、スライス情報群格納部１０６のスライス情報群を表示する。かかる表示例が、図１９である。図１９は、スライス情報群取得部１０５が三次元領域マスクを用いて、図６の３Ｄボクセル情報から複数のスライス情報を切り出し、各スライス情報の各点に、対応する３Ｄボクセル情報中の点の色情報を取得し、出力する対象の色情報付きの複数のスライス情報を構成し、スライス情報群出力部１０７が、当該複数のスライス情報を表示した例である。３Ｄボクセル情報から複数のスライス情報を切り出す方法は、図５の四面体から、図９の複数のスライス情報を切り出す方法と同様である。３Ｄボクセル情報から複数のスライス情報を切り出す技術は、公知技術であるので、詳細な説明は省略する。【０１９６】
次に、ユーザは、球形状の三次元マスクの生成指示の入力を行った、とする。次に、入力受付部１６０１は、生成指示を受け付ける。そして、メッシュ情報取得部１６０４は、球形状の三次元マスクを構成するメッシュ情報（予め格納している）を読み出す。球形状のメッシュ情報は、球の表面の一部の点の集合からなる情報である。そして、メッシュ情報取得部１６０４は、取得したメッシュ情報を一時格納する。そして、メッシュ情報は、表示される（図２０参照）。メッシュ情報は、胴体の正面の球形状のものである。【０１９７】
そして、ユーザは、マウス等の入力手段により、表示されているメッシュ情報の位置を変更したり、形状を変更したりする指示（形状変化指示、位置変化指示）を入力する。かかる指示は、マウスのドラッグ等の操作により行われる。そして、三次元領域マスク位置変更部１６０３は、一時格納されているメッシュ情報の位置を変更し、また、三次元領域マスク形状変更部１６０２は、一時格納されているメッシュ情報の形状を変更する。その結果、図２０のメッシュ情報は、図２１に示すように変更された、とする。なお、ユーザの指示（マウス等からの指示）により、立体のメッシュ情報の形状や位置を変更する処理は、公知技術である。【０１９８】
次に、ユーザは、弾性情報を入力するメニューを表示する指示を入力する、とする。すると、情報処理装置は、弾性情報を入力するメニューを表示する。そして、ユーザは、例えば、「５３」という弾性情報（弾性率）を入力する、とする。そして、図示しない「決定」ボタンを押下すると、弾性情報設定部１６０５は、メッシュ情報で構成される三次元領域マスクの内側領域のドットの弾性情報を「５３」に設定する。つまり、メッシュ情報で構成される三次元領域マスクの内側領域のドットは、「（ｘ，ｙ，ｚ，ｃｏｌ，５３）」となる。（ｘ，ｙ，ｚ，ｃｏｌ）は、それぞれ異なり得る。【０１９９】
以上、本実施の形態によれば、三次元物体を構成する一部の三次元領域に、弾性情報を容易に設定できる。つまり、本実施の形態によれば、例えば、臓器毎や、同様の硬さを有する三次元物体の所定箇所の弾性情報を一度に設定できる。【０２００】
なお、本実施の形態によれば、弾性情報を入力するためのインターフェイスは問わないことは言うまでもない。図２２において、数値を入力したが、バーをスライドすることにより、弾性情報を入力するなどしても良い。【０２０１】
さらに、本実施の形態における情報処理装置を実現するソフトウェアは、以下のようなプログラムである。つまり、このプログラムは、コンピュータに、三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を複数の平面で切り出した結果の二次元の画像データに基づいて構成される情報であるスライス情報であり、位置を示す情報である位置情報と弾性についての情報である弾性情報を有する複数の点の情報から構成されるスライス情報を、複数有するスライス情報群を出力するスライス情報群出力ステップと、三次元幾何形状を有する三次元領域マスクについての入力、および弾性についての情報である弾性情報についての入力を受け付ける入力受付ステップと、前記三次元領域マスクを構成する三次元メッシュの情報であるメッシュ情報を取得するメッシュ情報取得ステップと、前記メッシュ情報に基づいて、前記スライス情報群の各スライス情報に対して、前記メッシュ情報の内側の領域である内側領域の各点に対して、前記入力受付部が受け付けた入力に基づく弾性情報を設定する弾性情報設定ステップを実行させるためのプログラム、である。
（実施の形態３）【０２０２】
本実施の形態において、手術で用いる道具である術具のメタファである術具メタファを用いて、変形する領域を指定し、三次元の物体の変形をシミュレーションする情報処理装置について説明する。本情報処理装置は、例えば、手術計画支援を行うことができる。【０２０３】
図２３は、本実施の形態における情報処理装置のブロック図である。【０２０４】
本情報処理装置は、入出力機器１０１、指示受付部１０２、物体情報格納部１０３、第一メッシュ情報格納部１０４、スライス情報群取得部１０５、スライス情報群格納部１０６、スライス情報群出力部１０７、第二メッシュ情報取得部２３０８、第一スライス情報群取得部１０９、色情報決定部１１０、第二スライス情報群取得部１１１、変形物体出力部１１２、位置情報取得部１１３、弾性情報取得部１１４、弾性情報出力部１１５を具備する。色情報決定部１１０は、対応点決定手段１１０１、色情報決定手段１１０２、術具メタファ格納部２３０１、術具メタファ出力部２３０２を具備する。【０２０５】
また、第二メッシュ情報取得部２３０８は、操作ノード決定手段２３０８１、変位決定手段２３０８２、第二メッシュ情報取得手段２３０８１を具備する。【０２０６】
術具メタファ格納部２３０１は、術具のメタファである術具メタファを格納している。術具メタファは、はさみやピンセットなどのビットマップデータや、グラフデータである。術具メタファは、術具の形状を有することが好適であるが、直方体や球などの図形でも良い。術具メタファ格納部２３０１は、ハードディスクやＲＯＭ等の不揮発性の記録媒体が好適であるが、ＲＡＭ等の揮発性の記録媒体でも実現可能である。【０２０７】
術具メタファ出力部２３０２は、術具メタファ格納部２３０１から術具メタファを読み出し、術具メタファを出力する。ここでの出力とは、ディスプレイへの表示や外部の装置(表示装置)への送信である。術具メタファ出力部２３０２は、ディスプレイ等の出力デバイスを含むと考えても含まないと考えても良い。術具メタファ出力部２３０２は、出力デバイスのドライバーソフトまたは、出力デバイスのドライバーソフトと出力デバイス等で実現され得る。【０２０８】
また、ここでの指示受付部１０２は、出力されているスライス情報群の所定の領域に対する指示を受け付ける。また、この指示は、例えば、領域の回転または／および平行移動の指示である。さらに、この指示は、術具メタファの移動や操作についての指示であることは好適である。【０２０９】
第二メッシュ情報取得部２３０８は、指示受付部１０２が受け付けた領域を指定し、変形する指示（つまんだり、ひねったりする指示）に従って、第一メッシュ情報格納部１０４の第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する。さらに具体的には、指示受付部１０２が受け付けた領域を指定し、変形する指示により、複数の点（後述する操作ノード）の変位の情報が第二メッシュ情報取得部２３０８に与えられ、当該複数の点の変位の情報から、変位可能な点（後述する自由ノード）の変位を算出し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する。かかる複数の点の変位の情報から、変位可能な点（後述する自由ノード）の変位を算出する処理は、通常、有限要素法による処理であり、公知技術による処理であるので、詳細な説明は省略する。【０２１０】
操作ノード決定手段２３０８１は、指示受付部１０２が受け付けた指示（出力されているスライス情報群の所定の領域に対する指示）に対応して、操作ノードを決定する。操作ノードとは、面操作（複数の点を有する領域に対する操作）を表現する際に、強制変位を加えるノード（点）である。【０２１１】
以下、操作ノード決定手段２３０８１の具体的な操作ノードの決定アルゴリズムの例について説明する。今、指示受付部１０２が受け付けた指示が、術具メタファを用いた領域の指示である、とする。ここで、術具メタファを、仮に、図２４に示すように直方体である、とする。また、術具メタファは、「ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ」とも言い、４点の集合である四面体メッシュで構成されている、とする。図２４は、臓器の形状を有する三次元の物体に対して、術具メタファ（図２４における直方体の図形）を操作し、変形を行うことの概念を示す図である。【０２１２】
かかる場合、操作ノード決定手段２３０８１は、例えば、以下の条件により、操作ノードを決定する。操作ノード決定手段２３０８１は、術具メタファを三次元の物体（例えば、臓器の形状を有する臓器オブジェクト）の指定した領域に重ね、三次元の物体の重なっている部分の表面の点群を操作ノードとする。操作ノードの判定は、術具メタファを構成している各四面体において、三次元の物体の各ノードを調べることにより行う。さらに具体的には、例えば、操作ノード決定手段２３０８１は、図２５の術具メタファの四面体メッシュの各頂点（ｏ，ａ，ｂ，ｃ）と、重心（Ｐ）との関係は、数式１である。また、操作ノード決定手段２３０８１は、数式２により、ｓ，ｔ，ｕを算出する。次に、操作ノード決定手段２３０８１は、三次元の物体を構成する四面体メッシュのすべての点を検査し、ある点が、数式３の論理式を満たせば（真であれば）、当該点は、操作ノードである。ある点が数式３の論理式を満たさなければ（偽であれば）、当該点は、操作ノードではない。
【数１】
0005130529.tif 000002
【数２】
0005130529.tif 000003
【数３】
0005130529.tif 000004
【０２１３】
操作ノード決定手段２３０８１の処理の概念を図２６に示す。図２６において、丸の点は自由ノード、バツの点は操作ノード、三角の点は固定ノードである。なお、固定ノードの情報は、通常、情報処理装置が予め保持している。【０２１４】
変位決定手段２３０８２は、指示に対応して、操作ノードの変位を決定する。例えば、変位決定手段２３０８２は、以下のように、操作ノードの変位を決定する。操作ノードの変位の概念を、図２７に示す。ユーザは、術具メタファを用いて、臓器オブジェクトをつまむ操作をした、とする。次に、指示受付部１０２は、「つまむ」の指示を受け付ける。そして、変位決定手段２３０８２は、操作ノード（図２７（ａ）のバツの点）の変位を、以下の数式４により算出する。数式４は、点Ｐが点Ｐ'に変位する場合の式である。数式４における行列Ｍは、数式５で示される。なお、Ｍは回転行列である。数式４における行列Ｔは、数式６で示される。なお、Ｔは平行移動を示す行列である。変位決定手段２３０８２は、操作ノードの要素行列Ｐに回転行列Ｍと平行移動行列Ｔを乗算することにより、移動後のノードＰ'を算出する。
【数４】
0005130529.tif 000005
【数５】
0005130529.tif 000006
【数６】
0005130529.tif 000007
【数７】
0005130529.tif 000008
【０２１５】
上記において、αは回転量を表す。また、ＴとＭはΔｘ，Δｙ，Δｚの値で決まり、これらの値を入力値として受け付ける。入力値は、通常、指示受付部１０２が受け付ける値である。また、Δｘ，Δｙ，Δｚは、それぞれ、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向の変位を示す。さらに、Δｘ，Δｙ，Δｚは、例えば、定期的に、次々と入力され、変位決定手段２３０８２は、ユーザの入力（つまみやひっぱりなどの操作）に応じて、連続的に変位後の操作ノードＰ'を、次々と更新していく。【０２１６】
なお、変位決定手段２３０８２は、上記の数式４から数式７の情報を格納しており、当該数式の情報を読み出し、取得した情報を読み出した数式に代入して、変位後の操作ノードＰ'を取得する。ここで、取得した情報とは、Δｘ，Δｙ，Δｚなどの情報である。」【０２１７】
第二メッシュ情報取得手段２３０８１は、変位決定手段２３０８２が取得した変位後の複数の操作ノードに応じて自由ノードを変位させ、かつ、固定ノードを変位させないことにより、第二メッシュ情報を取得する。かかる第二メッシュ情報取得手段２３０８１の処理の概念は、図２７（ｂ）から（ｃ）である。かかる演算処理は、有限要素法により行う。なお、固定ノードを識別する情報は、例えば、予め保持している、とする。【０２１８】
次に、情報処理装置の動作について図２８から図３１のフローチャートを用いて説明する。図２８において、図２と同じ動作を行うステップについての説明は省略する。【０２１９】
（ステップＳ２８０１）指示受付部１０２は、ステップＳ２０１で受け付けた指示が、領域の指示であるか否かを判断する。領域の指示であればステップＳ２８０２に行き、領域の指示でなければステップＳ２０１に戻る。なお、領域の指示は、術具メタファを用いて行われることが好適である。【０２２０】
（ステップＳ２８０２）位置情報取得部１１３は、ステップＳ２０１で受け付けた指示に対応する領域を構成する点の、２以上の位置情報を取得する。【０２２１】
（ステップＳ２８０３）弾性情報取得部１１４は、位置情報取得部１１３が取得した２以上の位置情報と対になる２以上の弾性情報を、スライス情報群格納部１０６の各スライス情報、または物体情報格納部１０３の３Ｄボクセル情報から取得する。まず、弾性情報取得部１１４は、２以上の位置情報を有する点を、各スライス情報または３Ｄボクセル情報から検索する。次に、弾性情報取得部１１４は、検索により得た2以上の点の各弾性情報を取得する。【０２２２】
（ステップＳ２８０４）弾性情報出力部１１５は、弾性情報取得部１１４が取得した２以上の弾性情報から出力する弾性情報を演算して、算出する。弾性情報出力部１１５が取得する弾性情報と、出力する弾性情報が異なる情報でも良い。例えば、取得する弾性情報が弾性率であり、出力する弾性情報が力であっても良い。また、弾性情報は、例えば、弾性率である。弾性率は、ヤング率でも、体積弾性率でも、剛性率でも、ポアソン比でも良い。この場合、弾性情報出力部１１５は、２以上の弾性情報の平均値を算出し、出力する弾性情報としても良い。また、例えば、弾性情報出力部１１５は、２以上の弾性情報の最大値を出力する弾性情報としても良い。その他、弾性情報出力部１１５は、２以上の弾性情報（ｅ１，ｅ２・・・、ｅｎ）をパラメータに用いた所定の関数ｆ（ｆ（ｅ１，ｅ２・・・、ｅｎ））により、出力する弾性情報を算出しても良い。【０２２３】
（ステップＳ２８０５）変形物体出力部１１２は、変形されたスライス情報群（三次元物体）を出力する。かかる処理を変形処理と言い、図２９のフローチャートを用いて説明する。三次元物体の変形処理は、ステップＳ２０１における指示に対応する。ステップＳ２０４に行く。【０２２４】
なお、図２８のフローチャートにおいて、ステップＳ２８０５の変形処理は、ステップＳ２８０２の処理の前に行っても良い。【０２２５】
次に、情報処理装置の変形処理について図２９から図３１、および図４のフローチャートを用いて説明する。図２９のフローチャートにおいて、図３のフローチャートと同一の動作については説明を省略する。【０２２６】
（ステップＳ２９０１）第二メッシュ情報取得部２３０８は、第一メッシュ情報格納部１０４から第一メッシュ情報を読み出す。【０２２７】
（ステップＳ２９０２）操作ノード決定手段２３０８１は、操作ノードを決定する。操作ノードを決定する処理について、図３０のフローチャートを用いて説明する。【０２２８】
（ステップＳ２９０３）変位決定手段２３０８２は、受け付けた指示に対応して、ステップＳ２９０２で決定した２以上の操作ノードの変位を決定する。操作ノードの変位を決定する処理について、図３１のフローチャートを用いて説明する。【０２２９】
（ステップＳ２９０４）第二メッシュ情報取得手段２３０８１は、予め保持している固定ノードを識別する情報を読み出し、操作ノードおよび固定ノード以外のノードを自由ノードと決定し、自由ノードを識別する情報を、一時的にメモリに記憶する。【０２３０】
（ステップＳ２９０５）第二メッシュ情報取得手段２３０８１は、変位決定手段２３０８２が取得した変位後の複数の操作ノードに応じて自由ノードを変位させることにより、第二メッシュ情報を取得する。なお、周りの複数のノードの変位の情報（ステップＳ２９０３で取得した操作ノードの変位の情報）を用いて、有限要素法により、自由ノードの変位を算出する。かかる処理は、有限要素法の公知の処理であるので、詳細な説明を省略する。ステップＳ３０３に行く。【０２３１】
次に、情報処理装置の操作ノード決定処理について図３０のフローチャートを用いて説明する。【０２３２】
（ステップＳ３００１）操作ノード決定手段２３０８１は、術具メタファを構成している四面体のすべてのノード（点）Ｐの座標値（ｐｘ，ｐｙ，ｐｚ）、頂点ａ，ｂ，ｃの座標値を読み出す。【０２３３】
（ステップＳ３００２）操作ノード決定手段２３０８１は、格納されている数式２、数式３の情報を読み出す。【０２３４】
（ステップＳ３００３）操作ノード決定手段２３０８１は、カウンタｉに１を代入する。【０２３５】
（ステップＳ３００４）操作ノード決定手段２３０８１は、ｉ番目の四面体が存在するか否かを判断する。ｉ番目の四面体が存在すればステップＳ３００５に行き、ｉ番目の四面体が存在しなければ上位関数にリターンする。【０２３６】
（ステップＳ３００５）操作ノード決定手段２３０８１は、ｉ番目の四面体のノード（点）Ｐ、頂点ａ，ｂ，ｃの座標値を取得する。【０２３７】
（ステップＳ３００６）操作ノード決定手段２３０８１は、読み出した数式２に、ステップＳ３００５で取得したＰ，ａ，ｂ，ｃの座標値を代入し、ｓ，ｔ，ｕを得る。【０２３８】
（ステップＳ３００７）操作ノード決定手段２３０８１は、読み出した数式３に、ステップＳ３００６で取得したｓ，ｔ，ｕを代入する。【０２３９】
（ステップＳ３００８）操作ノード決定手段２３０８１は、ステップＳ３００７における演算結果が真であるか偽であるかを判断する。真であればステップＳ３００９に行き、偽であればステップＳ３０１０に行く。【０２４０】
（ステップＳ３００９）操作ノード決定手段２３０８１は、ｉ番目の四面体のノード（点）Ｐ、頂点ａ，ｂ，ｃの座標値を、メモリ上に記録する。かかる処理は、ｉ番目の四面体のノードを操作ノードとして登録する処理の一例である。【０２４１】
（ステップＳ３０１０）操作ノード決定手段２３０８１は、カウンタｉを１、インクリメントする。ステップＳ３００４に戻る。【０２４２】
次に、情報処理装置の操作ノード変位処理について図３１のフローチャートを用いて説明する。【０２４３】
（ステップＳ３１０１）変位決定手段２３０８２は、格納されている数式４から数式７の情報を読み出す。【０２４４】
（ステップＳ３１０２）変位決定手段２３０８２は、術具メタファによる操作の結果であるΔｘ，Δｙ，Δｚを取得する。【０２４５】
（ステップＳ３１０３）変位決定手段２３０８２は、カウンタｉに１を代入する。【０２４６】
（ステップＳ３１０４）変位決定手段２３０８２は、ｉ番目の操作ノードが存在するか否かを判断する。ｉ番目の操作ノードが存在すればステップＳ３１０５に行き、ｉ番目の操作ノードが存在しなければ上位関数にリターンする。【０２４７】
（ステップＳ３１０５）変位決定手段２３０８２は、ｉ番目の操作ノードのｐ（ｘ，ｙ，ｚ）を取得する。【０２４８】
（ステップＳ３１０６）変位決定手段２３０８２は、数式５，６，７、ステップＳ３１０２で取得したΔｘ，Δｙ，Δｚを用いて、Ｍ，Ｔ，αを算出し、メモリ上に一時記憶する。【０２４９】
（ステップＳ３１０７）変位決定手段２３０８２は、数式４に、Ｍ，Ｔ，αを代入し、Ｐ'（Ｐ'（ｘ，ｙ，ｚ）を算出し、メモリ上に一時記憶する。【０２５０】
（ステップＳ３１０８）変位決定手段２３０８２は、カウンタｉを１、インクリメントする。ステップＳ３１０４に戻る。【０２５１】
以下、本実施の形態における情報処理装置の具体的な動作、実験の結果について説明する。本情報処理装置において、例えば、三次元物体は、肝臓などの臓器である。ここで、物体情報格納部１０３は、２５６×２５６×２５６の胴体のＣＴデータを保持している。また、術具メタファ格納部２３０１は、直方体の四面体メッシュである操作オブジェクト（術具メタファ）を格納している。また、第一メッシュ情報格納部１０４は、臓器オブジェクトとして肝臓型の四面体メッシュの情報を格納している。臓器オブジェクトのメッシュは、胴体のＣＴデータから肝臓領域を抽出し，Mercury Computer Systems 社のAmira3.1 を用いてメッシュを作成されたものである。作成した臓器オブジェクトのノード数は７８７、要素数（四面体数）２９９９である。また、ヤング率１．０、ポワソン比は０．４とした。【０２５２】
また、第二メッシュ情報取得手段２３０８１が行う変形計算は、非特許文献８で用いられている式に基づいた。また、変形後に各要素の描画を行うことでシミュレーション画像を生成するは、かかる描画のアルゴリズムは、非特許文献９で用いられている方法を用いた。【０２５３】
また、本具体例において、ユーザが使用する入力手段は、マウス、キーボード、画面上のＧＵＩの組み合わせである。【０２５４】
ここで、ユーザは、上記の入力手段を用いて、術具メタファを移動させ、臓器をつまみ、かつ回転を加える。ここで、座標系は、ボリューム像の体軸方向をｚ軸とし、右手系で構成した。また、入力インターフェイスとしては、右ドラックで術具メタファの平行移動と操作ノードの平行移動を行い、左ドラックで回転量と回転軸の方向を決める。また、回転中心は、術具メタファの中心とする。またキーボードで操作領域の決定を行う。さらに、つまみ操作を行う際の変位量はＧＵＩ上のスライダーバー（図示しない）を用いる、こととした。【０２５５】
かかる状況において、以下のように変形処理が行われる。まず、第二メッシュ情報取得部２３０８は、第一メッシュ情報格納部１０４から第一メッシュ情報を読み出す。そして、操作ノード決定手段２３０８１は、操作ノードを決定する。操作ノードを決定するために、操作ノード決定手段２３０８１は、上述の数式２，３を用いる。【０２５６】
図３２（ａ）は、臓器オブジェクトに操作領域の指定を行っている様子である。操作ノード決定手段２３０８１は、操作オブジェクトと臓器オブジェクトが重なった領域にある点を操作ノードと決定する。図３２（ａ）において、この操作ノードを灰色の比較的大きな点（例えば、３２０１）で表している。また、他の点は固定ノード、または自由ノードである。固定ノードの情報は予め格納されている、とする。なお、図３２（ｂ）は、操作ノードに変位を加えてないときの肝臓のボリューム像である。【０２５７】
次に、ユーザは、ＧＵＩ上のスライダーバーを用いて、つまみ操作を行った。次に、変位決定手段２３０８２は、上述した処理により、操作ノードの変位を決定する。そして、第二メッシュ情報取得手段２３０８１は、変位決定手段２３０８２が取得した変位後の複数の操作ノードに応じて自由ノードを変位させることにより、第二メッシュ情報を取得する。次に、第一スライス情報群取得部１０９は、取得した第二メッシュ情報に基づいて、複数のスライス情報である第一スライス情報群を取得する。そして、次に、第二スライス情報群取得部１１１は、上述した処理により、第二スライス情報群を取得する。そして、変形物体出力部１１２は、取得した第二スライス情報群を出力する。【０２５８】
以上のような処理により、図３３（ａ）（ｂ）に示すような、つまむような表現を行ったときの肝臓のボリューム像が表示される。図３３（ａ）は、変位量が小さい場合であり、操作ノードの数は１８ある。また、図３３（ｂ）は、変位量が大きい場合であり、操作ノードの数は３１である。図３３（ａ）（ｂ）とも、つまんだような表現ができている。【０２５９】
次に、ユーザは、マウスの左ドラックにより、回転量と回転軸の方向を入力した、とする。次に、次に、変位決定手段２３０８２は、上述した処理により、操作ノードの変位を決定する。そして、第二メッシュ情報取得手段２３０８１は、変位決定手段２３０８２が取得した変位後の複数の操作ノードに応じて自由ノードを変位させることにより、第二メッシュ情報を取得する。次に、第一スライス情報群取得部１０９は、取得した第二メッシュ情報に基づいて、複数のスライス情報である第一スライス情報群を取得する。そして、次に、第二スライス情報群取得部１１１は、上述した処理により、第二スライス情報群を取得する。そして、変形物体出力部１１２は、取得した第二スライス情報群を出力する。【０２６０】
以上のような処理により、図３４（ａ）（ｂ）に示すような、回転操作を行ったときの肝臓のボリューム像が表示される。図３４（ａ）は、回転量が小さく、（ｂ）は回転量が大きいときを表している。回転中心は（４０，８０，１００）で、回転軸はｘ軸に平行である。この操作によって初期状態ではみえていなかった血管構造が見えるようになったことが、図３４（ｂ）の出力により分かる。【０２６１】
なお、上記実験において、操作中のリフレッシュレートは８Ｈｚであった。【０２６２】
以上、本実施の形態によれば、外科手術計画の支援が可能となる。具体的には、例えば、内視鏡下手術時に想定される、術具による臓器の変形をシミュレートし、ボリューム像上に描出する術前ボリューム手術シミュレーションが可能となる。さらに、本実施の形態によれば、術具と臓器という三次元のオブジェクト同士のインタラクションを記述し、対話的に操作できる環境を構築できる。【０２６３】
なお、本実施の形態における実験において、ボリューム像に対する面操作の記述を行い、肝臓をモデルとしシミュレーション実験を実施した。しかし、モデルは肝臓だけではなく、胃や心臓や他の臓器でも良いことは言うまでもない。【０２６４】
また、本実施の形態における情報処理装置を実現するソフトウェアは、以下のようなプログラムである。つまり、このプログラムは、コンピュータに、３Ｄボクセル情報を複数の平面で切り出した結果の二次元の画像データに基づいて構成される情報であるスライス情報であり、位置を示す情報である位置情報と色についての情報である色情報を有する複数の点の情報から構成されるスライス情報を、複数有するスライス情報群と、三次元の物体の三次元メッシュの情報である第一メッシュ情報を格納しており、前記スライス情報群を出力するスライス情報群出力ステップと、前記出力されているスライス情報群の所定の領域に対する指示を受け付ける指示受付ステップと、前記指示に基づいて、前記第一メッシュ情報を変形し、変形した形状を構成する第二メッシュ情報を取得する第二メッシュ情報取得ステップと、前記第二メッシュ情報に基づいて、色情報を有しない複数のスライス情報である第一スライス情報群を取得する第一スライス情報群取得ステップと、前記第一スライス情報群を構成する複数のスライス情報の各点であり、前記３Ｄボクセル情報の点に対応する各点の色情報を決定する色情報決定ステップと、前記色情報決定ステップで決定した各点の色情報を用いて、前記第一スライス情報群取得ステップで取得した第一スライス情報群の各点に新たな色情報を設定し、第二スライス情報群を取得する第二スライス情報群取得ステップと、前記第二スライス情報群を出力する変形物体出力ステップを実行させるためのプログラム、である。【０２６５】
また、上記プログラムにおいて、前記第一メッシュ情報は、前記指示受付ステップで受け付けた指示に対応して変位する点である操作ノードと、当該操作ノードの変位に対して変位可能な点である自由ノードと、変位しない点である固定ノードを有し、前記第二メッシュ情報取得ステップにおいて、前記操作ノードを前記指示に対応して変位させ、かつ前記操作ノードの変位に応じて前記自由ノードを変位させ、かつ前記固定ノードを変位させないことにより、第二メッシュ情報を取得する、ことは好適である。【０２６６】
また、上記プログラムの前記第二メッシュ情報取得ステップにおいて、前記指示に対応して、操作ノードを決定する操作ノード決定ステップを具備することは好適である。【０２６７】
また、上記プログラムの前記指示受付ステップで受け付けた指示は、前記領域の回転または／および平行移動の指示であり、前記第二メッシュ情報取得ステップにおいて、前記指示に対応して、前記操作ノードの変位を決定する変位決定手段を具備することは好適である。【０２６８】
また、上記プログラムにおいて、コンピュータに、術具のメタファである術具メタファを読み出し、出力する術具メタファ出力ステップをさらに実行させ、前記指示受付ステップにおいて、前記術具メタファの移動や操作についての指示を受け付け、当該指示が前記出力されているスライス情報群の所定の領域に対する指示となり得ることは好適である。【０２６９】
また、上記プログラムにおいて、コンピュータに、前記指示に対応する領域を構成する点の、複数の位置情報を取得する位置情報取得ステップと、前記位置情報取得ステップで取得した複数の位置情報と対になる複数の弾性情報を取得する弾性情報取得ステップと、前記弾性情報取得ステップで取得した複数の弾性情報を用いて出力する弾性情報出力ステップをさらに実行させることは好適である。
（実施の形態４）【０２７０】
図３５は、本実施の形態における情報処理装置のブロック図である。【０２７１】
情報処理装置は、物体情報格納部３５０１、入力受付部３５０２、３次元領域マスク形状変更部３５０３、３次元領域マスク位置変更部３５０４、第一スライス情報群取得部３５０５、第一スライス情報群格納部３５０６、第二メッシュ情報取得部３５０７、物体出力部３５０８を具備する。【０２７２】
物体出力部３５０８は、第二スライス情報群構成手段３５０８１、出力手段３５０８２を具備する。【０２７３】
物体情報格納部３５０１は、３次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を格納している。３Ｄボクセル情報は、例えば、ＣＴやＭＲＩやＰＥＴなどの医用機器により取得される二次元画像の集合である。３Ｄボクセル情報は、例えば、ＣＴやＭＲＩなどで、人体の脳や、身体の中を撮影した二次元画像の集合である。物体情報格納部３５０１は、不揮発性の記録媒体が好適であるが、揮発性の記録媒体でも実現可能である。【０２７４】
入力受付部３５０２は、第二の３次元領域マスクである第二３次元領域マスクについての入力を受け付ける。３次元領域マスクとは、３Ｄボクセル情報を切り出すための情報であり、３次元幾何形状を有する情報である。第二３次元領域マスクは、３次元メッシュの情報である。この第二３次元領域マスクを構成する３次元メッシュの情報を、第二メッシュ情報という。３次元メッシュの情報（第二メッシュ情報など）は、三次元物体を構成する点の情報の集合である。３次元メッシュの情報は、間隔が空いている点の情報の集合である。点の情報は、通常、（ｘ，ｙ，ｚ）という座標情報である。３Ｄボクセル情報は、例えば、（ｘ，ｙ，ｚ，ｃｏｌ）で構成される点の情報である。（ｘ，ｙ，ｚ，ｃｏｌ）の（ｘ，ｙ，ｚ）は、座標情報である。「ｃｏｌ」は、色情報である。３Ｄボクセル情報は、ここでは、点の間隔がなく、詰まっている点の情報でることが好適であるが、離散的な点の情報でも良い。また、第二３次元領域マスクについての入力とは、例えば、第二３次元領域マスクを３Ｄボクセル情報中に配置する指示である。また、第二３次元領域マスクについての入力とは、例えば、複数の形状の第二３次元領域マスクが存在する場合において、形状を選択し、当該形状の第二３次元領域マスクを３Ｄボクセル情報中に配置する指示である。また、第二３次元領域マスクについての入力とは、例えば、表示されている立体画像の輪郭をマウス等の入力手段でなぞって、立体的な第二３次元領域マスクを構築する指示である。さらに、第二３次元領域マスクについての入力とは、例えば、下記の形状変化指示や、位置変化指示などである。ここで、入力受付部３５０２は、第二３次元領域マスクの形状を変化させる指示である形状変化指示をも受け付けても良い。また、入力受付部３５０２は、第二３次元領域マスクの位置を変化させる指示である位置変化指示をも受け付けても良い。なお、本情報処理装置は、第二３次元領域マスクの形状や位置を指定できなくても良い。さらに、入力受付部３５０２は、視線方向を示す情報である視線ベクトルの入力を受け付けても良い。視線ベクトルは表示ディスプレイに垂直のベクトルであるので、視線ベクトルの入力は、例えば、表示されている立体画像を回転させたりする指示である。入力手段は、キーボードやマウス（３Ｄマウスを含む）やＰＨＡＮＴｏＭ（ファントム）やメニュー画面によるもの等、何でも良い。入力受付部３５０２は、マウス等の入力手段のデバイスドライバーや、メニュー画面の制御ソフトウェア等で実現され得る。【０２７５】
３次元領域マスク形状変更部３５０３は、入力受付部３５０２が形状変化指示を受け付けた場合、当該形状変化指示に基づいて、第二３次元領域マスクの形状を変更する。３次元領域マスク形状変更部３５０３は、例えば、入力受付部３５０２が、入力手段であるマウスの右ボタンのクリックを受け付ける毎に、第二３次元領域マスクの大きさを、重心を変えずに９０％の大きさに縮小する。また、３次元領域マスク形状変更部３５０３は、例えば、入力受付部３５０２が、入力手段であるマウスの左ボタンのクリックを受け付ける毎に、第二３次元領域マスクの大きさを、重心を変えずに１１０％の大きさに拡大する。また、３次元領域マスク形状変更部３５０３は、入力受付部３５０２が、入力手段であるマウスのドラッグの信号を受け付け、当該信号に従って、マウスで指示されている箇所（点）の形状を変更する。３次元領域マスク形状変更部３５０３が行う処理は、３次元メッシュの情報の変形処理であり、公知の技術であるので詳細な説明は省略する。３次元領域マスク形状変更部３５０３は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。３次元領域マスク形状変更部３５０３の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【０２７６】
３次元領域マスク位置変更部３５０４は、入力受付部３５０２が位置変化指示を受け付けた場合、当該位置変化指示に基づいて、第二３次元領域マスクの位置を変更する。「第二３次元領域マスクの位置を変更する」とは、第一スライス情報群に対する相対的な位置を変更することである。３次元領域マスク位置変更部３５０４は、例えば、入力手段がＰＨＡＮＴｏＭである場合、ＰＨＡＮＴｏＭを押し込むと、第一スライス情報群に対して、第二３次元領域マスクを奥行きの奥の方向に移動させる処理を行う。３次元領域マスク位置変更部３５０４が行う処理は、３次元メッシュの位置の変更処理であり、公知の技術であるので詳細な説明は省略する。３次元領域マスク位置変更部３５０４は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。３次元領域マスク位置変更部３５０４の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【０２７７】
第一スライス情報群取得部３５０５は、物体情報格納部３５０１に格納されている３Ｄボクセル情報から、視線（視線ベクトル）に対して垂直で、かつ間隔が一定の複数のスライス情報を切り出し、第一スライス情報群を取得する。視線とは、例えば、物体出力部３５０８が第一スライス情報群を出力するディスプレイに対して垂直な線（当該ディスプレイを見る者の視線）である。スライス情報は、平面を構成する点の情報の集合であり、点間の間隔がなく、詰まっている。第一スライス情報群取得部３５０５は、必ずしも、視線に対して垂直で、かつ間隔が一定の複数のスライス情報を切り出す必要はない。ただし、複数のスライス情報は、視線ベクトルに対して垂直であることが好適である。また、スライス情報間の間隔は一定であることが好適である。スライス情報間の間隔は、密なほど精度の高い３次元物体がユーザに提示される。ただし、スライス情報間の間隔は、密なほど、以下で述べる出力処理に時間がかかる。３Ｄボクセル情報から、平面であるスライス情報を複数切り出す処理は公知技術であるので、詳細な説明は省略する。第一スライス情報群取得部３５０５は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。第一スライス情報群取得部３５０５の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【０２７８】
第一スライス情報群格納部３５０６は、第一スライス情報群を格納している。第一スライス情報群は、第一３次元領域マスクを用いて、物体情報格納部３５０１の３Ｄボクセル情報から切り出された複数のスライス情報である。第一３次元領域マスクは、３次元の物体を切り出す３次元幾何形状を有する第一の３次元領域マスクである。第一３次元領域マスクの形状や位置は、第二３次元領域マスクと同様に変更可能であっても良いし、固定でも良い、変更可能である場合、第一３次元領域マスクの形状や位置の変更は、第二３次元領域マスクと同様、入力受付部３５０２がその指示を受け付け、３次元領域マスク形状変更部３５０３、３次元領域マスク位置変更部３５０４が、それぞれ処理を行う、とする。第一スライス情報群格納部３５０６の第一スライス情報群は、第一スライス情報群取得部３５０５が取得した第一スライス情報群である。ただし、第一スライス情報群格納部３５０６は、予め、第一スライス情報群を格納していても良い。かかる場合、第一スライス情報群取得部３５０５は不要となる。第一スライス情報群格納部３５０６は、不揮発性の記録媒体が好適であるが、揮発性の記録媒体でも実現可能である。【０２７９】
第二メッシュ情報取得部３５０７は、第二３次元領域マスクを構成する３次元メッシュの情報である第二メッシュ情報を取得する。第二メッシュ情報は、入力受付部３５０２が受け付けた第二３次元領域マスクを構成する第二メッシュ情報、そのままであっても良い。また、第二メッシュ情報は、入力受付部３５０２が受け付けた第二３次元領域マスクを構成する第二メッシュ情報に対して、３次元領域マスク形状変更部３５０３、または／および３次元領域マスク位置変更部３５０４が処理した結果の第二３次元領域マスクの第二メッシュ情報であっても良い。例えば、入力受付部３５０２が第二３次元領域マスクの形状の選択を受け付ける場合、選択され得る形状のメッシュ情報は、第二メッシュ情報取得部３５０７が予め保持している、とする。第二メッシュ情報取得部３５０７は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。第二メッシュ情報取得部３５０７の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【０２８０】
物体出力部３５０８は、第一スライス情報群の各スライス情報に対して、第二メッシュ情報の内側の領域である内側領域と、第二メッシュ情報の外側の領域である外側領域とを決定し、内側領域と外側領域を視覚的に区別して各スライス情報を構成し、前記内側領域と前記外側領域を視覚的に区別される第二スライス情報群を取得し、当該第二スライス情報群を出力する。なお、第二スライス情報群は、第一スライス情報群の各スライス情報に対して、内側領域と外側領域を視覚的に区別するように色情報が補正されたスライス情報の集合である。物体出力部３５０８は、通常、まず、第一スライス情報群を構成する複数のスライス情報の各点であり、物体情報格納部３５０１に格納されている３Ｄボクセル情報の点に対応する各点の色情報を、３Ｄボクセル情報から取得する。そして、物体出力部３５０８は、３Ｄボクセル情報の点の色情報に対して、当該各点が内側領域の点か、外側領域の点かによって、異なる処理を行い、複数のスライス情報の各点の色情報を取得し、設定する。その結果、内側領域と外側領域が視覚的に区別して出力されるようになる。具体的には、例えば、３次元空間上に配置されている各スライス情報が、３次元の第二メッシュ情報により切り出されるが、物体出力部３５０８は、通常、各スライス情報に対して順番に、次の処理を行う。物体出力部３５０８は、スライス情報が３次元の第二メッシュ情報により切り出される境界の点の集合（点の集合は、閉じた平面を構成する）を算出する。そして、物体出力部３５０８は、当該点の集合が作り出す閉平面の中に存在する領域を内側領域と決定し、閉平面の外の領域を外側領域と決定する。次に、物体出力部３５０８は、スライス情報の内側領域の全点の色情報を決定する。次に、物体出力部３５０８は、スライス情報の外側領域の全点の色情報を決定する。この場合、物体出力部３５０８は、内側領域と外側領域を視覚的に区別できるように、各領域の点の色情報を決定する。【０２８１】
物体出力部３５０８は、例えば、外側領域の点を透明色にしても良い。かかる場合、内側領域の点のみ表示されることとなり、ユーザは、第二３次元領域マスクで囲まれた領域の３次元画像のみを見ることができる。また、かかる場合、物体出力部３５０８は、内側領域の点の色情報は、対応する３Ｄボクセル情報の点の色情報とする。【０２８２】
また、物体出力部３５０８は、例えば、内側領域の点を透明色にしても良い。かかる場合、外側領域の点のみ表示されることとなり、ユーザは、第二３次元領域マスクで囲まれた領域が切り出された３次元画像のみを見ることができる。つまり、例えば、ユーザは、手術によって切り出された後の残った身体の部分を確認することができる。かかる場合、物体出力部３５０８は、外側領域の点の色情報は、対応する３Ｄボクセル情報の点の色情報とする。【０２８３】
また、物体出力部３５０８は、例えば、内側領域の点の輝度を、外側領域の点の輝度より、大きくしても良い。かかる場合、内側領域がフォーカスされて表示される。かかる場合、物体出力部３５０８は、まず、全点の色情報を、当該点に対応する（同一の位置情報を有する）３Ｄボクセル情報の点の色情報とし、当該色情報の輝度を補正する。輝度の補正は、例えば、内側領域の点の輝度を３０％アップし、外側領域の点の輝度を３０％ダウンする処理である。かかる輝度の補正処理は、公知技術であるので詳細な説明は省略する。ここで、出力とは、ディスプレイへの表示、プリンタへの印字、外部の装置（表示装置を有する装置など）への送信、記録媒体への蓄積等を含む概念である。物体出力部３５０８は、ディスプレイやスピーカー等の出力デバイスを含むと考えても含まないと考えても良い。物体出力部３５０８は、出力デバイスのドライバーソフトまたは、出力デバイスのドライバーソフトと出力デバイス等で実現され得る。【０２８４】
第二スライス情報群構成手段３５０８１は、内側領域と外側領域を視覚的に区別できるように、各領域の点の色情報を決定し、第二スライス情報群を構成する。第二スライス情報群構成手段３５０８１は、通常、内側領域の点と同一の位置情報を有する３Ｄボクセル情報の点を検索し、当該点の色情報を取得する。次に、第二スライス情報群構成手段３５０８１は、内側領域の点の色情報、または／および外側領域の点の色情報を加工し、内側領域と外側領域を視覚的に区別できるように、各領域の点の色を決定する。そして、第二スライス情報群構成手段３５０８１は、決定した色情報を各点の色情報とし、第二スライス情報群を得る。なお、加工とは、例えば、以下で述べる透明化や、輝度を変更する処理などである。【０２８５】
具体的には、例えば、第二スライス情報群構成手段３５０８１は、第一スライス情報群の各スライス情報の外側領域の点を透明色にし、第二スライス情報群を構成する。かかる場合、第二スライス情報群構成手段３５０８１は、例えば、内側領域の点と同一の位置情報を有する３Ｄボクセル情報の点を検索し、当該検索した点の色情報を、当該内側領域の点の色情報とする。【０２８６】
また、例えば、第二スライス情報群構成手段３５０８１は、第一スライス情報群の各スライス情報の内側領域の点の色と、第一スライス情報群の各スライス情報の外側領域の点の色とを異なる色調にし、第二スライス情報群を構成する。【０２８７】
また、例えば、第二スライス情報群構成手段３５０８１は、第一スライス情報群の各スライス情報の内側領域の点の輝度を、第一スライス情報群の各スライス情報の外側領域の点の輝度より大きくし、第二スライス情報群を構成する。かかる場合、通常、第二スライス情報群構成手段３５０８１は、各点の輝度以外の色情報は、３Ｄボクセル情報の対応する点の色情報から得る。【０２８８】
また、例えば、第二スライス情報群構成手段３５０８１は、第一スライス情報群の各スライス情報の内側領域の点を透明色にし、第二スライス情報群を構成する。かかる場合、第二スライス情報群構成手段３５０８１は、例えば、外側領域の点と同一の位置情報を有する３Ｄボクセル情報の点を検索し、当該検索した点の色情報を、当該外側領域の点の色情報とする。【０２８９】
第二スライス情報群構成手段３５０８１は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。第二スライス情報群構成手段３５０８１の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【０２９０】
出力手段３５０８２は、第二スライス情報群構成手段３５０８１が構成した第二スライス情報群を出力する。出力とは、ディスプレイへの表示、プリンタへの印字、外部の装置への送信等を含む概念である。出力手段３５０８２は、ディスプレイ等の出力デバイスを含むと考えても含まないと考えても良い。出力手段３５０８２は、出力デバイスのドライバーソフトまたは、出力デバイスのドライバーソフトと出力デバイス等で実現され得る。【０２９１】
次に、情報処理装置の動作について図３６のフローチャートを用いて説明する。【０２９２】
（ステップＳ３６０１）入力受付部３５０２は、入力を受け付けたか否かを判断する。入力を受け付ければステップＳ３６０２に行き、入力を受け付けなければステップＳ３６０１に戻る。【０２９３】
（ステップＳ３６０２）入力受付部３５０２は、ステップＳ３６０１で受け付けた入力が出力の開始指示であるか否かを判断する。開始指示であればステップＳ３６０３に行き、開始指示でなければステップＳ３６０７に行く。なお、出力の開始指示とは、例えば、情報処理装置の起動の指示である。【０２９４】
（ステップＳ３６０３）第一スライス情報群取得部３５０５は、視線ベクトルを取得する。例えば、視線ベクトルは、情報処理装置に予め格納されている。視線ベクトルは、３Ｄボクセル情報が構成する三次元の物体の正面に対して垂直のベクトルである。なお、視線ベクトルは、ユーザからの指示で変化しても良い。ユーザの指示は、例えば、入力受付部３５０２が受け付ける。出力される三次元の物体を回転させることにより、視線ベクトルが変化する。【０２９５】
（ステップＳ３６０４）第一スライス情報群取得部３５０５は、物体情報格納部３５０１に格納されている３Ｄボクセル情報を読み出し、当該３Ｄボクセル情報から、ステップＳ３６０３で取得した視線ベクトルに対して垂直で、かつ間隔が一定の複数のスライス情報を切り出し、第一スライス情報群を取得する。スライス情報を切り出す間隔についての情報は、第一スライス情報群取得部３５０５が予め格納している、とする。第一スライス情報群取得部３５０５は、例えば、予め格納している第一３次元領域マスクを用いて、物体情報格納部３５０１の３Ｄボクセル情報から複数のスライス情報を切り出す。なお、３Ｄボクセル情報から、所定の間隔で、複数のスライス情報を切り出す処理は公知技術による処理であるので詳細な説明を省略する。【０２９６】
（ステップＳ３６０５）第一スライス情報群取得部３５０５は、ステップＳ３６０４で取得した第一スライス情報群を、第一スライス情報群格納部３５０６に一時的に蓄積する。【０２９７】
（ステップＳ３６０６）物体出力部３５０８は、ステップＳ３６０４で取得した第一スライス情報群を出力する。かかる出力により、ユーザは、３次元の物体を視認できる。ステップＳ３６０１に戻る。【０２９８】
（ステップＳ３６０７）入力受付部３５０２は、ステップＳ３６０１で受け付けた入力が、第二３次元マスクについての入力であるか否かを判断する。第二３次元マスクについての入力であればステップＳ３６０８に行き、第二３次元マスクについての入力でなければステップＳ３６１２に行く。【０２９９】
（ステップＳ３６０８）第二メッシュ情報取得部３５０７は、入力に対応する第二３次元マスクを構成する３次元メッシュの情報である第二メッシュ情報を取得する。【０３００】
（ステップＳ３６０９）第二スライス情報群構成手段３５０８１は、第二メッシュ情報の位置を取得する。ここで取得する第二メッシュ情報の位置は、デフォルトの位置である。なお、デフォルトの位置についての情報は、例えば、予め格納されている。なお、この位置の情報は、入力受付部３５０２が受け付けても良い。【０３０１】
（ステップＳ３６１０）第二スライス情報群構成手段３５０８１は、ステップＳ３６０９までに取得した第二メッシュ情報を用いて、第二スライス情報群を取得する。第二スライス情報群を取得する処理について、図３のフローチャートを用いて、詳細に説明する。【０３０２】
（ステップＳ３６１１）出力手段３５０８２は、ステップＳ３６０９で構成した第二スライス情報群を出力する。ステップＳ３６０１に戻る。【０３０３】
（ステップＳ３６１２）入力受付部３５０２は、ステップＳ３６０１で受け付けた入力が、形状変化指示であるか否かを判断する。形状変化指示であればステップＳ３６１３に行き、形状変化指示でなければステップＳ３６１４に行く。【０３０４】
（ステップＳ３６１３）３次元領域マスク形状変更部３５０３は、ステップＳ３６１２で受け付けた形状変化指示に基づいて、第二メッシュ情報の形状を変更する。第二メッシュ情報の形状変更の処理は、公知技術（有限要素法の技術）であるので、詳細な説明は省略する。ステップＳ３６１０に行く。【０３０５】
（ステップＳ３６１４）入力受付部３５０２は、ステップＳ３６０１で受け付けた入力が、位置変化指示であるか否かを判断する。位置変化指示であればステップＳ３６１５に行き、位置変化指示でなければステップＳ３６０１に戻る。【０３０６】
（ステップＳ３６１５）３次元領域マスク位置変更部３５０４は、ステップＳ３６１４で受け付けた位置変化指示に基づいて、第二メッシュ情報の位置を変更する。第二メッシュ情報の位置変更の処理は、公知技術であるので、詳細な説明は省略する。ステップＳ３６１０に行く。【０３０７】
なお、図３６のフローチャートにおいて、電源オフや処理終了の割り込みにより処理は終了する。【０３０８】
次に、第二スライス情報群を取得する処理について図３７のフローチャートを用いて説明する。【０３０９】
（ステップＳ３７０１）第二スライス情報群構成手段３５０８１は、カウンタｉに１を代入する。【０３１０】
（ステップＳ３７０２）第二スライス情報群構成手段３５０８１は、ｉ番目のスライス情報（未処理のスライス情報）が、第一スライス情報群の中に存在するか否かを判断する。ｉ番目のスライス情報が存在すればステップＳ３７０３に行き、ｉ番目のスライス情報が存在しなければ上位関数にリターンする。【０３１１】
（ステップＳ３７０３）第二スライス情報群構成手段３５０８１は、カウンタｊに１を代入する。【０３１２】
（ステップＳ３７０４）第二スライス情報群構成手段３５０８１は、ｉ番目のスライス情報の中のｊ番目の点（未処理の点）が存在するか否かを判断する。ｊ番目の点が存在すればステップＳ３７０５に行き、ｊ番目の点が存在しなければステップＳ３７１３に飛ぶ。なお、「未処理」とは、色情報を設定していないことを言う。【０３１３】
（ステップＳ３７０５）第二スライス情報群構成手段３５０８１は、ｉ番目のスライス情報の中のｊ番目の点の位置情報（ｘ，ｙ，ｚ）を取得する。【０３１４】
（ステップＳ３７０６）第二スライス情報群構成手段３５０８１は、ステップＳ３７０５で取得した位置情報と一致する位置情報を有する３Ｄボクセル情報内の点の色情報を取得する。【０３１５】
（ステップＳ３７０７）第二スライス情報群構成手段３５０８１は、ｊ番目の点が、内側領域の点であるか、外側領域の点であるか、を判断する。かかる処理は、例えば、以下のように行う。つまり、第二スライス情報群構成手段３５０８１は、３次元空間の中で、ｉ番目のスライス情報と、第二メッシュ情報との交点を全て算出する（かかる処理は、公知の処理である）。第二スライス情報群構成手段３５０８１は、かかる交点が全く存在しなければ、ｉ番目のスライス情報のすべての点は、外側領域の点である、と判断する。また、第二スライス情報群構成手段３５０８１は、交点が１つだけ存在すれば、その１点のみ内側領域の点で、他の点は外側領域の点である、と判断する。交点が複数存在する場合、複数の交点は、閉じた平面を構成している。第二スライス情報群構成手段３５０８１は、ｊ番目の点が、かかる閉じた平面内の点である場合は、当該点は内側領域の点で、ｊ番目の点が、他の点である場合は外側領域の点である、と判断する。なお、閉じた平面の境界を構成する全点が与えられた場合に、任意の点ｊが、当該平面内の点であるか否かを判断する処理は、公知の処理であるので、詳細な説明は省略する。【０３１６】
（ステップＳ３７０８）第二スライス情報群構成手段３５０８１は、ｊ番目の点が内側領域の点であるか否かを判断する。内側領域の点であればステップＳ３７０９に行き、外側領域の点であればステップＳ３７１０にいく。【０３１７】
（ステップＳ３７０９）第二スライス情報群構成手段３５０８１は、ｊ番目の点の色情報を、内側領域に対応する色情報に加工する。なお、この加工は、ステップＳ３７０６で取得した色情報から何も変更しない処理も含む。また、加工とは、例えば、色情報を透明色とする処理である。また、加工とは、例えば、ステップＳ３７０６で取得した色情報の輝度を大きくする処理である。ステップＳ３７１１に行く。【０３１８】
（ステップＳ３７１０）第二スライス情報群構成手段３５０８１は、ｊ番目の点の色情報を、外側領域に対応する色情報に加工する。なお、この加工は、ステップＳ３７０６で取得した色情報から何も変更しない処理も含む。また、加工とは、例えば、色情報を透明色とする処理である。また、加工とは、例えば、ステップＳ３７０６で取得した色情報の輝度を小さくする処理である。なお、ステップＳ３７０９とステップＳ３７１０の処理は、異なる処理（一方が、何ら処理を行わない「ＮＯＰ」も含む）である。ステップＳ３７１１に行く。【０３１９】
（ステップＳ３７１１）第二スライス情報群構成手段３５０８１は、加工後の色情報を、ｊ番目の点の色情報として設定する。【０３２０】
（ステップＳ３７１２）第二スライス情報群構成手段３５０８１は、カウンタｊを１、インクリメントする。ステップＳ３７０４に行く。【０３２１】
（ステップＳ３７１３）第二スライス情報群構成手段３５０８１は、カウンタｉを１、インクリメントする。ステップＳ３７０２に行く。【０３２２】
以下、本実施の形態における情報処理装置の具体的な動作について説明する。本情報処理装置において、出力対象の三次元物体は、例えば、人間の胴体や、頭部などである。かかる三次元物体は、４面体の集合で近似できる。したがって、ここでは、説明の簡単化のために、まず、図３８に示す４面体を用いて、種々のデータ構造について説明する。図３８において、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｏの４点を有する。点Ｐは、４面体の内部のある点である。【０３２３】
第二メッシュ情報のデータ構造例を図３９に示す。また、３Ｄボクセル情報のデータ構造例を図４０に示す。第二メッシュ情報は、例えば、４面体の外側および内側の点の情報（点の間は間隔があいている）の集合である。３Ｄボクセル情報は、図３８に示す４面体を構成する全ての点の情報である点情報の集合である。点情報は、位置情報（ｘ，ｙ，ｚ）と色情報（図４０において、「ｃｏｌ１」など）を、少なくとも有する。【０３２４】
かかる状況において、ユーザは、入力手段を用いて、開始指示を入力した、とする。開示指示は、例えば、本情報処理装置の電源ＯＮである。また、開示指示は、例えば、本情報処理装置の処理部分がソフトウェアで実現されている場合、当該ソフトウェアのアイコンのダブルクリックである。また、開示指示は、例えば、メニューにより開始指示の項目を選択することである。【０３２５】
次に、入力受付部３５０２は、開始指示を受け付ける。【０３２６】
次に、第一スライス情報群取得部３５０５は、予め格納されている視線ベクトルを取得する。視線ベクトルは、三次元物体が表示されるディスプレイの画面と垂直のベクトルである。【０３２７】
次に、第一スライス情報群取得部３５０５は、物体情報格納部３５０１に格納されている３Ｄボクセル情報を読み出し、当該３Ｄボクセル情報から、視線ベクトルに対して垂直で、かつ間隔が一定の複数のスライス情報を切り出し、第一スライス情報群を取得する。かかる処理の概念を以下で説明する。第一スライス情報群取得部３５０５は、第一３次元領域マスク（メッシュ情報）を用いて、色情報を有しない複数のスライス情報である第一スライス情報群を、３Ｄボクセル情報から取得する。第一スライス情報群取得部３５０５は、図４１に示すように、視線ベクトルに対して垂直であり、所定の間隔で、複数のスライス情報である第一スライス情報群を取得する。第一スライス情報群取得部３５０５は、表示対象の三次元物体の位置「ｍｉｎＤ」と「ｍａｘＤ」を求め、所定の間隔「Ｄ」でスライスし、複数のスライス情報を取得する。スライス情報は、点の情報の集合である。また、スライス情報を構成する点間の間隔はない。つまり、スライス情報により示される平面は、点の情報により詰まっている。ここでの点の情報は、位置情報（ｘ，ｙ，ｚ）を有し、色情報を有さない。その結果、第一スライス情報群取得部３５０５は、例えば、図４２に示す第一スライス情報群を取得する。第一スライス情報群は、スライス情報Ｓ１，スライス情報Ｓ２，スライス情報Ｓ３などを有する。なお、視線ベクトルに対して垂直にスライス情報を取得するのは、ユーザがスライス情報の集合を見た場合に、間引いたスライス情報でも、立体的に見えるようにするためである。また、所定の間隔で、間引いたスライス情報を取得するのは、表示処理の高速化のためである。また、一定の間隔でスライス情報を取得するのは、高品質な三次元物体を表示するためである。次に、第一スライス情報群取得部３５０５は、各点と同一の位置情報を有する３Ｄボクセル情報中の点の色情報を取得する。そして、第一スライス情報群取得部３５０５は、当該取得した色情報を、第一スライス情報群のスライドの該当する点の色情報として設定する。ここで、第一スライス情報群を構成するスライドの各点が色情報を有することとなる。【０３２８】
次に、第一スライス情報群取得部３５０５は、取得した第一スライス情報群を、第一スライス情報群格納部３５０６に一時的に蓄積する。そして、物体出力部３５０８は、取得した第一スライス情報群を出力する。【０３２９】
かかる処理を、具体的な医用画像を用いた第一の例で説明する。第一の例において、第二３次元領域マスクの内側領域がフォーカスされて出力される例である。図４３は、人間の胴体部のＣＴ画像であり、３Ｄボクセル情報である。図４３において、複数枚の平面図（画像データ）の間が空いているが、３Ｄボクセル情報は、ここでは、間が詰まった複数枚の平面図の情報の集合であると考える。また、図４４は、第一スライス情報群取得部３５０５が第一３次元領域マスクを用いて、図４３の３Ｄボクセル情報から複数のスライス情報を切り出し、各スライス情報の各点に、対応する３Ｄボクセル情報中の点の色情報を取得し、出力する対象の色情報付きの複数のスライス情報を構成し、物体出力部３５０８が、当該複数のスライス情報（第一スライス情報群）を表示した例である。ここで、第一３次元領域マスクは、概ね胴体の形状である円柱状の３次元メッシュの情報である。３Ｄボクセル情報から複数のスライス情報を切り出す方法は、図３８の四面体から、図４２の複数のスライス情報を切り出す方法と同様である。３Ｄボクセル情報から複数のスライス情報を切り出す技術は、公知技術であるので、詳細な説明は省略する。【０３３０】
なお、本情報処理装置は、図４４の表示状態から、図４５のように透過度をあげる処理も行うことができる。透過度をあげるためには、入力受付部３５０２が透過度を上げる指示を受け付け、図示しない透過度変更手段が、各第一スライス情報の各点の色情報を、透過度を上げるように変更する。なお、色情報を、透過度を上げるように変更する処理は公知技術であるので、詳細な説明は省略する。各点の透過度を上げることにより、ユーザは、胴体内部の臓器（心臓など）が認識しやすくなる。【０３３１】
次に、ユーザは、球形状の第二３次元マスクを入力する指示を行った、とする。【０３３２】
そして、入力受付部３５０２は、かかる入力を受け付ける。そして、第二メッシュ情報取得部３５０７は、球形状の第二３次元マスクを構成する第二メッシュ情報を取得する。球形状の第二メッシュ情報は、球の表面の一部の点の集合からなる情報である。かかる第二メッシュ情報は、例えば、予め情報処理装置が保持している、とする。【０３３３】
次に、第二スライス情報群構成手段３５０８１は、第二メッシュ情報の位置を取得する。ここで、第二メッシュ情報の位置は、例えば、以下のように決定する。つまり、第二メッシュ情報の球の中心が、表示されている図４４の第一スライド情報群が構成する３次元物体の重心の位置と一致する、とする。そして、第二スライス情報群構成手段３５０８１は、かかる重心の位置を算出し、球の中心の位置とし、第二メッシュ情報の位置を決定する。【０３３４】
次に、以下のように、第二スライス情報群構成手段３５０８１は、第二スライス情報群を取得する。つまり、第二スライス情報群構成手段３５０８１は、１番目のスライス情報から順に以下の処理を行う。第二スライス情報群構成手段３５０８１は、各スライス情報を構成する各点の位置情報を取得する。そして、当該位置情報に一致する点であり、３Ｄボクセル情報内の点の色情報（第一スライス情報群を構成するスライス情報が色情報を保持している場合は、当該色情報でも良い。）を取得する。次に、第二スライス情報群構成手段３５０８１は、処理対象の点が、第二メッシュ情報の３次元形状の内側にあるか（内側領域か）、外側にあるか（外側領域か）を判断する。かかる処理の概念を、図４６を用いて説明する。図４６（ａ）において、ＣＴ画像の集合である六面体の３Ｄボクセル情報から第一スライス情報群の一スライス情報が４６０１である。そして、ユーザは、例えば、円柱形の第二３次元マスクを入力する指示、およびその位置の指示を入力する。すると、第二スライス情報群構成手段３５０８１は、円柱形の第二メッシュ情報を取得し、ユーザの指示に従った位置に円柱形の３次元物体を配置する（図４６（ａ））。そして、第二スライス情報群構成手段３５０８１は、円柱形の第二メッシュ情報により、図４６（ｂ）に示すように、スライス情報の各点が、円柱形の内部領域の点か、外部領域の点かを決定する。そして、図４６においては、第二スライス情報群構成手段３５０８１は、円柱形の内部領域を切り出している。【０３３５】
そして、ここでは、第二スライス情報群構成手段３５０８１は、内側領域にある点の場合は、例えば、当該点の輝度を５０％上げる。一方、第二スライス情報群構成手段３５０８１は、外側領域にある点の場合は、例えば、当該点の輝度を３０％下げる。【０３３６】
そして、第二スライス情報群構成手段３５０８１は、上記の処理を、第二スライス情報群を構成する全てのスライス情報、全ての点に対して行い、全ての点の色情報を設定する。以上の処理により、第二スライス情報群構成手段３５０８１は、第二スライス情報群を取得できる。【０３３７】
次に、出力手段３５０８２は、第二スライス情報群構成手段３５０８１が構成した第二スライス情報群を表示する。かかる表示例を図４７に示す。図４７において、中央部の臓器が多い３次元領域（球形状）がフォーカスされている。【０３３８】
次に、ユーザは、入力手段を用いて、球形状の第二３次元マスクを変形する指示、および移動させる指示を入力したとする。次に、入力受付部３５０２は、形状変化指示、および位置変化指示を受け付ける。かかる形状変化指示および位置変化指示は、例えば、マウス、スライダーバー（スライダーバーとは、ＧＵＩで用いられる部品であり、幅のある値を設定するバーである。）で、球形状の第二３次元マスクの形状（大きさ）と位置を微調整する指示である。また、形状変化指示により、球形状を臓器に近い概ね臓器の形状にするようにすることは好適である。なお、かかる指示により、完全に臓器の形状に一致することは必ずしも必要ではない。【０３３９】
次に、３次元領域マスク形状変更部３５０３、および３次元領域マスク位置変更部３５０４は、かかる形状変化指示、位置変化指示に基づいて、第二メッシュ情報の形状と位置を変更する。なお、ユーザの指示（マウス等からの指示）により、立体のメッシュ情報の形状や位置を変更する処理は、公知技術（有限要素法）である。【０３４０】
次に、上記と同様に、変形した形状の第二メッシュ情報を用いて、第二スライス情報群構成手段３５０８１は、第二スライス情報群を取得する。第二スライス情報群を構成する各スライス情報の各点の色情報の決定方法は、上記（図４７を出力する場合の処理）と同様である。【０３４１】
そして、次に、出力手段３５０８２は、構成した第二スライス情報群を表示する。かかる表示例を図４８に示す。図４８において、関心領域である大動脈、心筋、肺動脈の位置関係、形状、表面の性状が描出できている。【０３４２】
次に、医用画像を用いた第二の例について説明する。第二の例において、第二３次元領域マスクの内側領域のみを出力する例である。図４９は、人体の頭部をＭＲＩ等の医用機器で取得した３Ｄボクセル情報を、本情報処理装置で処理した結果を示す。【０３４３】
まず、本情報処理装置の入力受付部３５０２は、ユーザから頭部外形の輪郭抽出を行う指示を受け付ける、とする。この指示は、例えば、ユーザが、マウスで表示されている頭部の輪郭をなぞることにより行われる。【０３４４】
次に、入力受付部３５０２は、マウスによる輪郭抽出の指示を受け付ける。次に、情報処理装置は、マウスカーソルが通過した複数の座標情報から、第二メッシュ情報（要素数：１２６３）を構築する。マウスカーソルが通過した複数の座標情報から、第二メッシュ情報を構築する処理は、公知技術であるので、詳細な説明は省略する。次に、第二スライス情報群構成手段３５０８１は、構築された第二メッシュ情報に基づいて、上述した処理と同様の処理により、第二スライス情報群を取得する。そして、出力手段３５０８２が第二スライス情報群を出力する。かかる出力結果が図４９（ａ）である。図４９（ａ）は、頭部の形、そのままの出力である。【０３４５】
次に、ユーザは、例えば、第二メッシュ情報の形状を保ったまま、縮小する指示を入力する、とする。かかる入力は、例えば、操作画面上の「縮小」ボタン（図示しない）の押下による。すると、３次元領域マスク形状変更部３５０３は、所定の割合だけ、第二メッシュ情報を小さくし、新たな第二メッシュ情報を得る。次に、第二スライス情報群構成手段３５０８１は、新たな第二メッシュ情報を用いて、先に説明した処理により、第二スライス情報群を取得する。その際、第二スライス情報群を構成する各スライス情報に対して、外側領域の点を透明色にし、内側領域の点のみを出力するようにする。かかる出力例が図４９（ｂ）である。【０３４６】
次に、さらに、ユーザは、第二メッシュ情報の形状を保ったまま、縮小する指示を入力する、とする。すると、３次元領域マスク形状変更部３５０３は、所定の割合だけ、さらに第二メッシュ情報を小さくし、新たな第二メッシュ情報を得る。次に、第二スライス情報群構成手段３５０８１は、新たな第二メッシュ情報を用いて、新たな第二スライス情報群を取得する。その際、第二スライス情報群を構成する各スライス情報に対して、外側領域の点を透明色にし、内側領域の点のみを出力するようにする。かかる出力例が図４９（ｃ）である。図４９（ａ）から（ｃ）によると、第二メッシュ情報のサイズが小さくなるにつれ、頭皮・頭骨が可視領域外となり、内部の構造である脳のしわが現れる。【０３４７】
また、図４９（ｄ）は、頭部を上から見た場合の出力例である。ユーザは、頭部を回転させる指示を入力し、視線ベクトルを変更することにより、図４９（ｄ）の画像が出力され得る。図４９（ｄ）の出力アルゴリズムは、図４９（ａ）等の出力アルゴリズムと同じである。以上のことは、用途に応じて第二３次元領域マスクの形状を制御すれば、簡便な操作で効果的に人体内部、臓器表面等を可視化できることを示している。本情報処理装置によれば、可視領域の変更結果は実時間で描画され、対話的な操作が可能である。【０３４８】
次に、医用画像を用いた第三の例について説明する。第三の例において、第二３次元領域マスクの外側領域のみを出力する例である。外側領域のみを出力すれば、内側領域の指定の仕方（第二３次元領域マスクの形状や位置）により、所定の箇所が切り取られた３次元画像を確認することができ、例えば、ユーザは、手術によりメスを入れた、またはドリル等で穴を開けた様子を見ることができる。【０３４９】
図５０は、人体の胴体部の３Ｄボクセル情報から、第一３次元領域マスクを用いて、第一スライス情報群を取得し、当該第一スライス情報群が出力されている例である。ここで、第一３次元領域マスクは、概ね胴体の形状の３次元メッシュの情報である。【０３５０】
そして、ユーザは、例えば、球形状の第二３次元領域マスクを入力する、とする。そして、ユーザは、当該第二３次元領域マスクの形状、位置を変更する指示を行う、とする。【０３５１】
次に、入力受付部３５０２は、かかるユーザの入力を受け付ける。そして、３次元領域マスク形状変更部３５０３、３次元領域マスク位置変更部３５０４は、デフォルトの球形状の形状、および位置を、ユーザからの形状変化指示、位置変化指示に基づいて変更する。そして、第二メッシュ情報取得部３５０７は、新たな第二３次元領域マスクの第二メッシュ情報を取得する。【０３５２】
次に、第二スライス情報群構成手段３５０８１は、第二スライス情報群を構成する各スライス情報に対して、新たな第二メッシュ情報に基づいて、内側領域を透明にし、外側領域を３Ｄボクセル情報の色とするように、色情報を設定する。そして、第二スライス情報群構成手段３５０８１は、外側領域のみが見える複数のスライス情報からなる第二スライス情報群を構成する。【０３５３】
次に、出力手段３５０８２は、第二スライス情報群構成手段３５０８１が構成した第二スライス情報群を出力する。かかる出力例が、図５１である。図５１において、図５０の胴体のから、一部（胴体部の中央あたり）に穴が開いたように見える。かかる表示により、ユーザ（医師など）は、手術前に手術のシミュレーションや術前計画が可能となる。【０３５４】
なお、本情報処理装置のユーザインターフェイス（入力画面）の例を図５２に示す。図５２において、「Ｔｏｔａｌ」フィールドは、全３次元領域マスク（第一３次元領域マスク、第二３次元領域マスクを含む）の数のフィールドである。本実施の形態では、第一３次元領域マスクが一つ、第二３次元領域マスクが一つである場合について説明したが、第二３次元領域マスクが複数あっても良い。かかる場合の処理を、実施の形態５で説明する。また、図５２において、「ｓｅｌｅｃｔ」フィールドは、処理対象の３次元領域マスクのＩＤを示す。処理対象の「処理」とは、以下で述べる３次元領域マスクの色設定（ＲＧＢ）、３次元領域マスクの形状、位置の変更、および出力画像の透明度の変更の処理である。また、図５２において、「Ｒ」「Ｇ」「Ｂ」のバーは、３次元領域マスク（第一３次元領域マスク、第二３次元領域マスクを含む）の色を設定するスライダーバーである。また、図５２において、「Ａｌｐｈａ」は、出力画像の透明度を設定するスライダーバーである。また、「Ｓｃａｌｅ」は、３次元領域マスクの大きさを設定する（形状変化指示を入力する）スライダーバーである。さらに、「Ｚｏｏｍ」は、３次元領域マスクの位置を設定する（位置変化指示を入力する）スライダーバーである【０３５５】
以上、本実施の形態によれば、医用画像などの画像上の３次元の関心領域を、柔軟かつ対話的に参照できる。したがって、例えば、本情報処理装置は、手術のシミュレーションや、術前計画などを支援できる。【０３５６】
なお、本実施の形態によれば、主として、医用画像を用いて、情報処理装置の動作を説明したが、その他の種類の画像でも利用可能であることは言うまでもない。かかることは、他の実施の形態においても同様である。【０３５７】
また、本実施の形態によれば、３Ｄボクセル情報は、医用機器で取得した画像（ＣＴやＭＲＩなど）の集合であったが、他の手段により取得した情報でも良いことは言うまでもない。かかることも、他の実施の形態においても同様である。【０３５８】
また、本実施の形態において、情報処理装置は、第一スライス情報群取得部を有さなくても良い。かかる場合、情報処理装置は、予め第一スライス情報群を格納している。なお、情報処理装置は、表示されている３次元物体を回転させるなど、視線ベクトルの変更を受け付ける毎に、第一スライス情報群取得部は、動的に視線ベクトルに垂直のスライス情報を有する第一スライス情群を取得することは好適である。【０３５９】
さらに、本実施の形態における処理は、ソフトウェアで実現しても良い。そして、このソフトウェアをソフトウェアダウンロード等により配布しても良い。また、このソフトウェアをＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体に記録して流布しても良い。なお、このことは、本明細書における他の実施の形態においても該当する。なお、本実施の形態における情報処理装置を実現するソフトウェアは、以下のようなプログラムである。つまり、このプログラムは、コンピュータに、３Ｄボクセル情報と、当該３Ｄボクセル情報を切り出す３次元幾何形状を有する３次元領域マスクである第一３次元領域マスクを用いて、前記３Ｄボクセル情報が切り出された結果であり、複数のスライス情報である第一スライス情報群とを格納しており、第二の３次元領域マスクである第二３次元領域マスクについての入力を受け付ける入力受付ステップと、前記第二３次元領域マスクを構成する３次元メッシュの情報である第二メッシュ情報を取得する第二メッシュ情報取得ステップと、前記第二メッシュ情報に基づいて、前記第一スライス情報群の各スライス情報に対して、前記第二メッシュ情報の内側の領域である内側領域と、前記第二メッシュ情報の外側の領域である外側領域とを決定し、前記内側領域と前記外側領域とを視覚的に区別して前記第一スライス情報群を出力する物体出力ステップとを実行させるためのプログラム、である。なお、３Ｄボクセル情報は、通常、医用機器で撮影し、取得した情報である。【０３６０】
また、上記プログラムにおいて、前記物体出力ステップは、前記第一スライス情報群の各スライス情報の外側領域の点を透明色にし、第二スライス情報群を構成する第二スライス情報群構成ステップと、前記第二スライス情報群構成手段が構成した第二スライス情報群を出力する出力ステップを具備しても良い。【０３６１】
また、上記プログラムにおいて、前記物体出力ステップは、前記第一スライス情報群の各スライス情報の内側領域の点の色と、前記第一スライス情報群の各スライス情報の外側領域の点の色とを異なる色調にし、第二スライス情報群を構成する第二スライス情報群構成ステップと、前記第二スライス情報群構成ステップで構成した第二スライス情報群を出力する出力ステップを具備しても良い。なお、色調が異なる、とは、色が異なること、輝度が異なることなどを含む。【０３６２】
また、上記プログラムにおいて、前記物体出力ステップは、前記第一スライス情報群の各スライス情報の内側領域の点を透明色にし、第二スライス情報群を構成する第二スライス情報群構成ステップと、前記第二スライス情報群構成ステップで構成した第二スライス情報群を出力する出力ステップを具備しても良い。【０３６３】
また、上記プログラムにおいて、前記入力受付ステップで受け付ける指示に対応する３次元の物体の形状は、概ね臓器の形状であることは好適である。【０３６４】
また、上記プログラムにおいて、入力受付ステップにおいて、前記第二３次元領域マスクの形状を変化させる指示である形状変化指示をも受け付け、コンピュータに、前記形状変化指示に基づいて、第二３次元領域マスクの形状を変更する３次元領域マスク形状変更ステップをさらに実行させることは好適である。【０３６５】
また、上記プログラムにおいて、入力受付ステップにおいて、前記第二３次元領域マスクの位置を変化させる指示である位置変化指示をも受け付け、コンピュータに、前記位置変化指示に基づいて、第二３次元領域マスクの位置を変更する３次元領域マスク位置変更ステップをさらに実行させることは好適である。【０３６６】
また、上記プログラムにおいて、コンピュータに、前記３Ｄボクセル情報から、視線に対して垂直で、かつ間隔が一定の複数のスライス情報を切り出し、第一スライス情報群を取得する第一スライス情報群取得ステップをさらに実行させることは好適である。
（実施の形態５）【０３６７】
図５３は、本実施の形態における情報処理装置のブロック図である。【０３６８】
情報処理装置は、物体情報格納部３５０１、入力受付部５３０２、３次元領域マスク形状変更部３５０３、３次元領域マスク位置変更部３５０４、第一スライス情報群取得部３５０５、第一スライス情報群格納部３５０６、第二メッシュ情報取得部５３０７、物体出力部５３０８を具備する。【０３６９】
物体出力部５３０８は、第二スライス情報群構成手段５３０８１、出力手段５３０８２を具備する。【０３７０】
入力受付部５３０２は、２以上の第二３次元領域マスクについての入力を受け付ける。また、入力受付部５３０２は、第二３次元領域マスクの形状を変化させる指示である形状変化指示をも受け付ける。また、入力受付部５３０２は、第二３次元領域マスクの位置を変化させる指示である位置変化指示をも受け付ける。さらに、入力受付部５３０２は、視線方向を示す情報である視線ベクトルの入力を受け付けても良い。入力手段は、キーボードやマウス（３Ｄマウスを含む）やＰＨＡＮＴｏＭ（ファントム）やメニュー画面によるもの等、何でも良い。入力受付部５３０２は、マウス等の入力手段のデバイスドライバーや、メニュー画面の制御ソフトウェア等で実現され得る。【０３７１】
第二メッシュ情報取得部５３０７は、２以上の第二３次元領域マスクを構成する２以上の第二メッシュ情報を取得する。第二メッシュ情報取得部５３０７は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。第二メッシュ情報取得部５３０７の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【０３７２】
物体出力部５３０８は、２以上の第二メッシュ情報により、第一スライス情報群の各スライス情報を複数の領域に区分し、当該複数の領域を視覚的に区別して第一スライス情報群を出力する。ここで、出力とは、ディスプレイへの表示、プリンタへの印字、外部の装置への送信等を含む概念である。物体出力部５３０８は、ディスプレイ等の出力デバイスを含むと考えても含まないと考えても良い。物体出力部５３０８は、出力デバイスのドライバーソフトまたは、出力デバイスのドライバーソフトと出力デバイス等で実現され得る。【０３７３】
第二スライス情報群構成手段５３０８１は、各領域を構成した１以上の第二３次元領域マスクに対応する色に基づいて、各領域内の点の色を決定し、当該色を有する点の集合である複数のスライス情報を構成し、当該複数のスライス情報である第二スライス情報群を取得する。第二スライス情報群構成手段５３０８１は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。第二スライス情報群構成手段５３０８１の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【０３７４】
次に、情報処理装置の動作について説明する。本情報処理装置の動作は、図３６のフローチャートにおける情報処理装置の動作と比較して、ステップＳ３６１０の第二スライス情報群取得の処理が異なる。その他の動作は同じである。なお、本情報処理装置は、２度以上、第二３次元マスクについての入力を受け付ける。つまり、本情報処理装置において、２度以上、ステップＳ３６０７の処理が行われる。【０３７５】
次に、本情報処理装置の第二スライス情報群取得処理について、図５４のフローチャートを用いて説明する。【０３７６】
（ステップＳ５４０１）第二スライス情報群構成手段５３０８１は、ｊ番目の点の領域を判断する。領域の判断とは、２以上の第二３次元領域マスクにより区分される領域のうち、ｊ番目の点が、どの領域に該当する点であるかを判断することである。ｊ番目の点の領域を判断する処理について、図５５のフローチャートを用いて、詳細に説明する。【０３７７】
（ステップＳ５４０２）第二スライス情報群構成手段５３０８１は、ステップＳ５４０１で決定した領域に対応した色情報に、ステップＳ３７０６で取得した色情報を加工する。【０３７８】
次に、本情報処理装置のｊ番目の点の領域を判断する処理について、図５５のフローチャートを用いて説明する。【０３７９】
（ステップＳ５５０１）第二スライス情報群構成手段５３０８１は、カウンタｉに１を代入する。【０３８０】
（ステップＳ５５０２）第二スライス情報群構成手段５３０８１は、ｉ番目の第二３次元マスクが存在するか否かを判断する。ｉ番目の第二３次元マスクが存在すればステップＳ５５０３に行き、ｉ番目の第二３次元マスクが存在しなければ上位関数にリターンする。【０３８１】
（ステップＳ５５０３）第二スライス情報群構成手段５３０８１は、ｉ番目の第二３次元マスクの第二メッシュ情報を取得する。第二３次元マスクの第二メッシュ情報は、ユーザが第二３次元マスクについての入力を行った後に、情報処理装置が保持しているので、ここでは、当該第二メッシュ情報を読み出す。【０３８２】
（ステップＳ５５０４）第二スライス情報群構成手段５３０８１は、ｊ番目の点が、ステップＳ５５０３で取得した第二メッシュ情報の内側領域の点か、外側領域の点かを判断する。なお、かかる処理は、ステップＳ３７０７における処理と同様である。【０３８３】
（ステップＳ５５０５）第二スライス情報群構成手段５３０８１は、ステップＳ５５０４における判断結果を記録する。この記録は、ｊ番目の点が、ｉ番目以外の他の二３次元マスクに対応する第二メッシュ情報の内側領域の点か、外側領域の点かの判断結果を上書きすることなく、追記することである。かかる判断結果を記録した情報である領域情報のデータ構造図の例を図５６に示す。図５６において、ｊ番目の点の領域情報の各ビットが「１」の場合は、当該ｊ番目の点が、対応する第二３次元マスクの内側領域であることを示す。また、ビットが「０」の場合は、当該ｊ番目の点が、対応する第二３次元マスクの外側領域であることを示す。図２２の領域情報は「１，０，１，１・・・」であるので、当該ｊ番目の点は、１番目の第二マスク領域の内側領域であり、２番目の第二マスク領域の外側領域であり、３番目の第二マスク領域の内側領域であり、４番目の第二マスク領域の内側領域であることを示す。この領域情報に基づいて、ｊ番目の点の色情報が決められる。また、ｊ番目の点の色情報は、ステップＳ３７０６で取得した色情報をも用いて、決定されることは言うまでもない。【０３８４】
（ステップＳ５５０６）第二スライス情報群構成手段５３０８１は、カウンタｉを１、インクリメントする。ステップＳ５５０２に戻る。【０３８５】
以下、本実施の形態における情報処理装置の具体的な動作について説明する。【０３８６】
今、本情報処理装置は、物体情報格納部３５０１に、胴体部の３Ｄボクセル情報を格納している、とする。そして、情報処理装置は、実施の形態４で述べた処理により、図４４に示す第一スライス情報群を表示した、とする。次に、ユーザは透過度を変更し（図５２の「Ａｌｐｈａ」スライダーバーを調節し）、情報処理装置は、図４５の第一スライス情報群の表示を行った、とする。【０３８７】
次に、ユーザは、赤、緑、青の３原色の色の３つの球形状の第二３次元領域マスクの入力を指示した、とする。そして、本情報処理装置は、かかる指示を受け付け、第一スライス情報群を構成する各スライス情報の各点が３つの第二３次元領域マスクそれぞれの内側領域か、外側領域かを決定する。そして、赤の第二３次元領域マスクの内側領域の点に対しては、Ｒの色情報を所定の量（「所定の量」についての情報は、予め格納されている）、増加させる。また、緑の第二３次元領域マスクの内側領域の点に対しては、Ｇの色情報を所定の量（予め格納されている）、増加させる。さらに、青の第二３次元領域マスクの内側領域の点に対しては、Ｂの色情報を所定の量（予め格納されている）、増加させる。そして、例えば、赤と青の２つの第二３次元領域マスクの内側領域の点は、紫色がかった色で表示される。【０３８８】
かかる出力例を、図５７に示す。図５７において、赤、緑、青の３つの球形状の第二３次元領域マスクが入力されており、３つの第二３次元領域マスクにより区分されるそれぞれの領域が、視覚的に区別されて表示されている。なお、本実施の形態における処理は、出力されるスライス情報の各点の色の決め方以外は、同様の処理である。【０３８９】
以上、本実施の形態によれば、医用画像などの画像上の３次元の複数の関心領域を、柔軟かつ対話的に参照できる。したがって、例えば、本情報処理装置は、手術のシミュレーションや、術前計画などを、より簡単に支援できる。【０３９０】
なお、本実施の形態における処理は、ソフトウェアで実現しても良い。そして、このソフトウェアをソフトウェアダウンロード等により配布しても良い。また、このソフトウェアをＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体に記録して流布しても良い。なお、このことは、本明細書における他の実施の形態においても該当する。なお、本実施の形態における情報処理装置を実現するソフトウェアは、以下のようなプログラムである。つまり、このプログラムは、コンピュータに、医用機器で撮影し、取得した３Ｄボクセル情報と、当該３Ｄボクセル情報を切り出す３次元幾何形状を有する３次元領域マスクである第一３次元領域マスクを用いて、前記３Ｄボクセル情報が切り出された結果であり、複数のスライス情報である第一スライス情報群とを格納しており、第二の３次元領域マスクである第二３次元領域マスクについての入力を受け付ける入力受付ステップと、前記第二３次元領域マスクを構成する３次元メッシュの情報である第二メッシュ情報を取得する第二メッシュ情報取得ステップと、前記第二メッシュ情報に基づいて、前記第一スライス情報群の各スライス情報に対して、前記第二メッシュ情報の内側の領域である内側領域と、前記第二メッシュ情報の外側の領域である外側領域とを決定し、前記内側領域と前記外側領域とを視覚的に区別して前記第一スライス情報群を出力する物体出力ステップとを実行させるためのプログラム、である。【０３９１】
また、上記プログラムにおいて、前記入力受付ステップにおいて、２以上の第二３次元領域マスクについての入力を受け付け、前記第二メッシュ情報取得ステップにおいて、前記２以上の第二３次元領域マスクを構成する２以上の第二メッシュ情報を取得し、前記物体出力ステップにおいて、前記２以上の第二メッシュ情報により、前記第一スライス情報群の各スライス情報を複数の領域に区分し、当該複数の領域を視覚的に区別して前記第一スライス情報群を出力しても良い。【０３９２】
また、上記プログラムにおいて、前記２以上の第二３次元領域マスクに対応する色が存在し、前記物体出力ステップは、前記各領域を構成した１以上の第二３次元領域マスクに対応する色に基づいて、前記各領域内の点の色を決定し、当該色を有する点の集合である複数のスライス情報を構成し、当該複数のスライス情報である第二スライス情報群を取得する第二スライス情報群構成ステップと、前記第二スライス情報群構成ステップで構成した第二スライス情報群を出力する出力ステップを具備しても良い。
（実施の形態６）【０３９３】
本実施の形態において、ＣＴデータ等から、ＤＲＲ（Digitally Reconstructed Radiograph：ディジタル再構成X 線撮影像）を生成する情報処理装置等について説明する。【０３９４】
図５８は、本実施の形態における情報処理装置のブロック図である。【０３９５】
情報処理装置は、受付部５８０１、物体情報格納部５８０２、第一スライス情報群格納部５８０３、原点情報格納部５８０４、第一スライス情報群取得部５８０５、第二スライス情報群取得部５８０６、倍率算出部５８０７、第三スライス情報群取得部５８０８、出力部５８０９、設定部５８１０を具備する。また、出力部５８０９は、合成手段５８０９１、出力手段５８０９２を具備する。【０３９６】
受付部５８０１は、ユーザからの入力を受け付ける。入力されるのは、視線を特定する視線ベクトルや、透明度情報や、情報処理装置の起動命令や、原点情報の移動指示や、各種の指示、データ等である。透明度情報とは、スライス情報を構成する点の透明度についての情報であり、通常、アルファ値と言われている。入力手段は、キーボードやマウスやメニュー画面によるもの等、何でも良い。受付部５８０１は、キーボード等の入力手段のデバイスドライバーや、メニュー画面の制御ソフトウェア等で実現され得る。【０３９７】
物体情報格納部５８０２は、３次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を格納している。３Ｄボクセル情報は、例えば、ＣＴやＭＲＩやＰＥＴなどの医用機器により取得される二次元画像の集合である。３Ｄボクセル情報は、例えば、（ｘ，ｙ，ｚ，ｃｏｌ，α値）で構成される点の情報である。物体情報格納部５８０２は、不揮発性の記録媒体が好適であるが、揮発性の記録媒体でも実現可能である。【０３９８】
第一スライス情報群格納部５８０３は、三次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報を複数の平面で切り出した結果の二次元の画像データに基づいて構成される情報であるスライス情報であり、位置を示す情報である位置情報を有する複数の点の情報から構成される第一スライス情報を、複数有する第一スライス情報群を格納している。なお、第一スライス情報群格納部５８０３の第一スライス情報群は、予め用意されていても良い。かかる場合、情報処理装置において、第一スライス情報群取得部５８０５は、不要である。また、スライス情報を構成する点は、弾性についての情報である弾性情報や、色情報や、透明度情報を有しても良い。第一スライス情報群格納部５８０３は、不揮発性の記録媒体でも、揮発性の記録媒体でも良い。【０３９９】
原点情報格納部５８０４は、Ｘ線が照射される始点の位置を示す情報である原点情報を格納している。原点情報は、例えば、３次元空間における座標値（ｘ，ｙ，ｚ）である。原点情報格納部５８０４は、不揮発性の記録媒体でも、揮発性の記録媒体でも良い。原点情報は、固定でも、カスタマイズ可能でも良い。【０４００】
第一スライス情報群取得部５８０５は、物体情報格納部５８０２に格納されている３Ｄボクセル情報から、視線に対して垂直で、かつ間隔が一定の複数の第一スライス情報を切り出し、第一スライス情報群を取得し、第一スライス情報群格納部５８０３に少なくとも一時的に格納する。「視線に対して垂直である」とは、三次元物体が表示されている画面に垂直なベクトルである視線ベクトルに対して垂直である、ことである。なお、スライス情報は、平面を構成する点の情報の集合であり、通常、点間の間隔がなく、詰まっている。第一スライス情報群取得部５８０５は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。第一スライス情報群取得部５８０５の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【０４０１】
第二スライス情報群取得部５８０６は、２以上の各第一スライス情報に対して、原点情報が示す位置から、複数の各第一スライス情報の配置情報を用いて、複数の各第一スライス情報に対して垂直に、かつ放射状に切り出す処理を行い、複数の第二スライス情報を取得する。各第一スライス情報の配置情報とは、第一スライス情報上の点の情報が有する座標情報から得られる情報でも良いし、第一スライス情報の、第一スライス情報群格納部５８０３における格納順序が、配置情報である、としても良い。つまり、複数の各第一スライス情報と、原点情報が示す位置からの距離が分かれば良い。第二スライス情報取得部５８０６は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。第二スライス情報取得部５８０６の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。なお、２以上の各第一スライス情報は、胸部を含む画像であることは好適である。かかる場合、利用価値の高い胸部のＤＲＲが簡単に得られる。【０４０２】
倍率算出部５８０７は、複数の各第二スライス情報に対して、当該各第二スライス情報の配置情報を用いて、各第二スライス情報の拡大率または縮小率である倍率を算出する。なお、倍率算出部５８０７は、拡大も縮小もしない、倍率「１」と算出しても良い。倍率算出部５８０７の具体的な倍率の算出方法の例については、後述する。倍率算出部５８０７は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。倍率算出部５８０７の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【０４０３】
第三スライス情報群取得部５８０８は、倍率算出部５８０７が算出した倍率に従って、複数の各第二スライス情報を拡大または縮小して、複数の第三スライス情報を取得する。画像を拡大または縮小する処理は公知技術である。第三スライス情報取得部５８０８は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。第三スライス情報取得部５８０８の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【０４０４】
出力部５８０９は、複数の第三スライス情報を重ね合わせて出力する。ここで、出力とは、ディスプレイへの表示、プリンタへの印字、外部の装置への送信、記録媒体への蓄積等を含む概念である。出力部５８０９は、ディスプレイ等の出力デバイスを含むと考えても含まないと考えても良い。出力部５８０９は、出力デバイスのドライバーソフトまたは、出力デバイスのドライバーソフトと出力デバイス等で実現され得る。【０４０５】
合成手段５８０９１は、複数の第三スライス情報を二次元平面上に重ね合わせて、一の画像を得る。なお、複数の画像を重ね合わせて一の画像を取得する処理を行うことは、公知技術であるので、詳細な説明を省略する。合成手段５８０９１は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。合成手段５８０９１の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【０４０６】
出力手段５８０９２は、合成手段５８０９１が重ね合わせた二次元平面上の画像を出力する。出力手段５８０９２は、ディスプレイ等の出力デバイスを含むと考えても含まないと考えても良い。出力手段５８０９２は、出力デバイスのドライバーソフトまたは、出力デバイスのドライバーソフトと出力デバイス等で実現され得る。【０４０７】
設定部５８１０は、受付部５８０１が受け付けた原点情報を原点情報格納部５８０４に格納したり、受付部５８０１が受け付けた透明度情報を第一スライス情報や第二スライス情報や第三スライス情報を構成する点の透明度情報として更新したりする。設定部５８１０は、通常、ＭＰＵやメモリ等から実現され得る。設定部５８１０の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはＲＯＭ等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア（専用回路）で実現しても良い。【０４０８】
次に、情報処理装置の動作について図５９、図６０のフローチャートを用いて説明する。【０４０９】
（ステップＳ５９０１）受付部５８０１は、ユーザからの入力を受け付けたか否かを判断する。入力を受け付ければステップＳ５９０２に行き、入力を受け付なければステップＳ５９０１に戻る。【０４１０】
（ステップＳ５９０２）受付部５８０１は、ＤＲＲの出力指示を受け付けたか否かを判断する。ＤＲＲの出力指示は、例えば、ユーザが、ＧＵＩのボタンを、マウスで押下することにより入力される。ＤＲＲの出力指示を受け付ければステップＳ５９０３に行き、ＤＲＲの出力指示を受け付けなければステップＳ５９０４に行く。【０４１１】
（ステップＳ５９０３）第二スライス情報群取得部５８０６や出力部５８０９等は、ＤＲＲを出力する処理を行う。ＤＲＲ出力処理の詳細については、図６０のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ５９０１に戻る。【０４１２】
（ステップＳ５９０４）受付部５８０１は、原点情報の入力を受け付けたか否かを判断する。原点情報の入力を受け付ければステップＳ５９０５に行き、原点情報の入力を受け付けなければステップＳ５９０６に行く。【０４１３】
（ステップＳ５９０５）設定部５８１０は、受け付けた原点情報を原点情報格納部５８０４に蓄積する。【０４１４】
（ステップＳ５９０６）受付部５８０１は、透明度情報の入力を受け付けたか否かを判断する。透明度情報の入力を受け付ければステップＳ５９０７に行き、透明度情報の入力を受け付けなければステップＳ５９１１に行く。【０４１５】
（ステップＳ５９０７）設定部５８１０は、第一スライス情報群格納部５８０３の第一スライス情報群、第二スライス情報群取得部５８０６が取得した第二スライス情報群、第三スライス情報群取得部５８０８が取得した第三スライス情報群の各スライス情報の各点の透明度情報を、受け付けた透明度情報に更新する。なお、第二スライス情報群取得部５８０６が取得した第二スライス情報群、第三スライス情報群取得部５８０８が取得した第三スライス情報群がメモリ上にない場合は、透明度情報を更新するのは第一スライス情報群だけである。【０４１６】
（ステップＳ５９０８）出力部５８０９は、ＤＲＲを出力中であるか否かを判断する。ＤＲＲを出力中であればステップＳ５９０９に行き、ＤＲＲを出力中でなければステップＳ５９０１に戻る。【０４１７】
（ステップＳ５９０９）合成手段５８０９１は、すべての第三スライス情報を重ね合わせて、二次元の画像（ＤＲＲ）を得る。【０４１８】
（ステップＳ５９１０）出力手段５８０９２は、ステップＳ５９０９で得た画像（ＤＲＲ）を出力する。ステップＳ５９０１に戻る。【０４１９】
（ステップＳ５９１１）受付部５８０１は、第一スライス情報群取得指示を受け付けたか否かを判断する。第一スライス情報群取得指示を受け付ければステップＳ５９１２に行き、第一スライス情報群取得指示を受け付けなければステップＳ５９０１に戻る。【０４２０】
（ステップＳ５９１２）第一スライス情報群取得部５８０５は、物体情報格納部５８０２に格納されている３Ｄボクセル情報から、視線に対して垂直で、かつ間隔が一定の複数の第一スライス情報を切り出し、第一スライス情報群を取得する。かかる処理は、公知技術であるので、詳細な説明を省略する。【０４２１】
（ステップＳ５９１３）第一スライス情報群取得部５８０５は、ステップＳ５９１２で取得した第一スライス情報群を、第一スライス情報群格納部５８０３に蓄積する。ステップＳ５９０１に戻る。【０４２２】
なお、図５９のフローチャートにおいて、電源オフや処理終了の割り込みにより処理は終了する。【０４２３】
次に、ＤＲＲ出力処理について図６０のフローチャートを用いて説明する。【０４２４】
（ステップＳ６００１）第二スライス情報群取得部５８０６は、原点情報を原点情報格納部５８０４から読み出す。【０４２５】
（ステップＳ６００２）第二スライス情報群取得部５８０６は、カウンタｉに１を代入する。【０４２６】
（ステップＳ６００３）第二スライス情報群取得部５８０６は、ｉ番目の第一スライス情報が、第一スライス情報群格納部５８０３に格納されているか否かを判断する。ｉ番目の第一スライス情報が格納されていればステップＳ６００４に行き、ｉ番目の第一スライス情報が格納されていなければステップＳ６０１１に行く。【０４２７】
（ステップＳ６００４）第二スライス情報群取得部５８０６は、第一スライス情報群格納部５８０３から、ｉ番目の第一スライス情報を読み出す。【０４２８】
（ステップＳ６００５）第二スライス情報群取得部５８０６は、ステップＳ６００４で読み出したｉ番目の第一スライス情報を、ステップＳ６００１で読み出した原点情報が示す位置から、ｉ番目の第一スライス情報の配置情報を用いて、ｉ番目の第一スライス情報に対して垂直に、かつ放射状に切り出す処理を行う。ここで「原点情報が示す位置から放射状」とは、原点情報が示す位置にＸ線の放射点が存在するとして、放射状にｉ番目の第一スライス情報に垂直にＸ線が進むとして、Ｘ線が照射される面をｉ番目の第一スライス情報から切り出す処理を行う。【０４２９】
（ステップＳ６００６）倍率算出部５８０７は、ｉ番目の第二スライス情報の拡大率または縮小率である倍率を算出するための情報を取得する。この情報は、例えば、Ｘ線源からｉ番目の第二スライス情報が示すスライスまでの距離（後述する「Ｐ」）、Ｘ線源からスクリーンまでの距離（後述する「distance」）、ボリュームデータ（第一スライス情報）の一辺の長さ（後述する「psize」）、Ｘ線が通過する空間内のスライス一辺の長さ（後述する「Ｘ」）である。【０４３０】
（ステップＳ６００７）倍率算出部５８０７は、複数の各第二スライス情報に対して、当該各第二スライス情報の配置情報を用いて、各第二スライス情報の拡大率または縮小率である倍率を算出する。【０４３１】
（ステップＳ６００８）第三スライス情報群取得部５８０８は、ステップＳ６００８で算出した倍率に従って、第二スライス情報を拡大または縮小して、第三スライス情報を取得する。【０４３２】
（ステップＳ６００９）第三スライス情報群取得部５８０８は、取得した第三スライス情報をメモリ上に一時格納する。【０４３３】
（ステップＳ６０１０）第二スライス情報群取得部５８０６は、カウンタｉを１、インクリメントする。ステップＳ６００３に戻る。【０４３４】
（ステップＳ６０１１）合成手段５８０９１は、ステップＳ６００９でメモリ上に一時格納したすべての第三スライス情報を二次元平面上に重ね合わせて、一の画像を得る。【０４３５】
（ステップＳ６０１２）出力手段５８０９２は、ステップＳ６０１１で重ね合わせた二次元平面上の画像を出力する。上位関数にリターンする。【０４３６】
以下、本実施の形態における情報処理装置の具体的な動作について説明する。【０４３７】
今、人の胸部のＣＴスキャンされたデータであるＣＴデータの集合である３次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報が、物体情報格納部５８０２に格納されている、とする。【０４３８】
そして、ユーザは、第一スライス情報群取得指示を入力した、とする。すると、第一スライス情報群取得部５８０５は、物体情報格納部５８０２に格納されている３Ｄボクセル情報から、視線に対して垂直で、かつ間隔が一定の複数の第一スライス情報を切り出し、第一スライス情報群を取得する。そして、第一スライス情報群取得部５８０５は、取得した第一スライス情報群を、第一スライス情報群格納部５８０３に蓄積する。【０４３９】
次に、ユーザは、ＤＲＲの出力指示を入力した、とする。すると、受付部５８０１は、ＤＲＲの出力指示を受け付ける。【０４４０】
次に、第二スライス情報群取得部５８０６は、原点情報を原点情報格納部５８０４から読み出す。そして、第二スライス情報群取得部５８０６等は、１番目の第一スライス情報から順に、全第一スライス情報に対して以下のように処理を行う。【０４４１】
つまり、まず、図６１に示すような処理を行う。図６１において、「Ｘ−ｒａｙ  ｓｏｕｒｃｅ」は、Ｘ線源であり、その位置は、原点情報により示される。また、「Ｓｌｉｃｅ」は、第一スライス情報である。「Ｓｃｒｅｅｎ」は、Ｘ線が照射される最後尾の面である。図６１に示すように、Ｘ線源（原点情報が示す位置）からの距離によってＸ線が通過する領域は異なる。したがって、第二スライス情報群取得部５８０６は、第一スライス情報群格納部５８０３から、第一スライス情報を読み出し、原点情報を用いて、第一スライス情報に対して垂直に、かつ放射状に第一スライス情報を切り出す処理を行う。そして、第二スライス情報群取得部５８０６は、第二スライス情報を得る。切り出した第二スライス情報は、図６１における６１０１、６１０２、６１０３である。この６１０１、６１０２、６１０３面は、Ｘ線が照射される面である。【０４４２】
また、図６１における６１０１、６１０２、６１０３の第二スライス情報は、大きさが異なる。そこで、第三スライス情報群取得部５８０８は、これらの大きさの異なる第二スライス情報（画像）を拡大、縮小することにより透視射影を実現する。なお、Ｘ線源に近い第二スライス情報（画像）ほど、拡大率は大きくなる。また、Ｘ線源に遠い第二スライス情報（画像）は、縮小される場合もあり得る。【０４４３】
次に、倍率算出部５８０７は、例えば、以下の数式８、数式９を用いて、第二スライス情報（画像）を拡大、縮小する倍率を算出する。なお、数式８、数式９において、「Ｐ」は、各スライスまでの距離、「distance」はＸ線源からスクリーンまでの距離、「screensize」はスクリーンの大きさ、「psize」はボリュームデータ（第一スライス情報）の一辺の長さ、「Ｘ」はＸ線が通過する空間内のスライス一辺の長さである。
【数８】
0005130529.tif 000009
【数９】
0005130529.tif 000010
【０４４４】
次に、倍率算出部５８０７が倍率を算出する具体的な方法について、図６２を用いて説明する。まず、視線ベクトルがスライスと垂直に交わる点を原点とし、拡大率をＭとする。すると、倍率算出部５８０７は、格納されている数式８、数式９の情報を読み出し、かつ、格納されている「screensize」や「distance」や「psize」を読み出す。そして、第二スライス情報（画像）の配置情報と原点情報から「Ｐ」を算出する。そして、倍率算出部５８０７は、得た「screensize」、「distance」および「Ｐ」を数式８に代入し、「Ｘ」を得る。次に、倍率算出部５８０７は、「psize」と「Ｘ」を数式９に代入し、倍率「Ｍ」を得る。【０４４５】
次に、第三スライス情報群取得部５８０８は、算出した倍率「Ｍ」に従って、第二スライス情報を拡大または縮小して、第三スライス情報を取得し、メモリ上に一時格納する。【０４４６】
上記の処理をすべての第一スライス情報に対して行う。【０４４７】
そして、合成手段５８０９１は、メモリ上に一時格納したすべての第三スライス情報を二次元平面上に重ね合わせて、一の画像を得る。次に、出力手段５８０９２は、重ね合わせた二次元平面上の画像を出力する。この二次元平面上の画像の例を図６３に示す。図６３は、胸部のレントゲン写真（ＤＲＲ）である。図６３において、ＤＲＲはＸ線源と各スライスとの距離によって拡大率が異なる画像が生成され、その重ね合わせによって成っている。図６３の表示の元になっているボリュームデータは、ボクセルサイズ２５６×２５６×２５６の患者のＣＴデータである。かかるデータを用いて各パラメータを適宜設定し、表示させると図６３が得られる。【０４４８】
なお、上記のＤＲＲの生成前に、第一スライス情報が有する各点の座標系と、第三スライス情報が有する各点の座標系（ＤＲＲの座標系）が異なる場合、図６４に示すように、図示しない手段により、座標系の変換を行っても良いことは言うまでもない。図６４は、第一スライス情報が有する各点の座標系の座標（Ｐ，Ｑ，Ｒ）が、ＤＲＲの座標系（Ｐ'，Ｑ'，Ｒ'）に変換されることを示す。座標変換は公知の技術であるので詳細な説明を省略する。【０４４９】
以上、本実施の形態によれば、ＣＴデータ等から、ＤＲＲを高速に生成できる。【０４５０】
なお、本実施の形態において、出力されたＤＲＲを変形させることを可能にしても良い。つまり、本実施の形態の情報処理装置に、上記の実施の形態で述べたような変形処理を可能にする構成を付加しても良い。さらに具体的には、実施の形態１、実施の形態３等で説明したように、物体情報格納部５８０２の３次元の物体に対応する胸部等の３次元物体のメッシュ情報を記憶手段で保持しており、第一スライス情報群、第二スライス情報群、および第三スライス情報群に対応するメッシュ情報を管理しており、受付部がユーザの指示を受け付け、メッシュ情報を変形し、変形したメッシュ情報に対応するように複数の第三スライス情報を変形し、変形したＤＲＲを出力する構成である。なお、ＤＲＲが四面体メッシュに対応している場合、図６５に示すように、（ａ）のＤＲＲに対して、左下側から上向きの力を加えると、（ｂ）のように変形する。ＤＲＲを変形可能にすることにより、例えば、肺腫瘍を追尾しながら放射線を照射する治療のために、肺腫瘍の呼吸性移動をシミュレーションにより推定し、動体追尾照射を実現できる。【０４５１】
また、本実施の形態において、Ｘ線源の位置を示す原点情報は、ユーザの指示によりカスタマイズ可能であることは好適である。また、ＤＲＲを出力する場合の視線ベクトルもカスタマイズ可能であることは好適である。かかる場合、受付部が視線を特定する視線ベクトルを受け付け、第一スライス情報群取得部は、物体情報格納部に格納されている３Ｄボクセル情報から、前記視線ベクトルが示す視線に対して垂直で、かつ間隔が一定の複数の第一スライス情報を切り出し、取得する。なお、第一スライス情報を切り出す場合、通常、間隔は一定であるが、必ずしも一定であるとは限らない。かかることは、他の実施例、他の具体例においても該当する。【０４５２】
さらに、本実施の形態における情報処理装置を実現するソフトウェアは、以下のようなプログラムである。つまり、このプログラムは、コンピュータに、格納している２以上の各第一スライス情報に対して、原点情報が示す位置から、前記複数の各スライス情報の配置情報を用いて、前記複数の各スライス情報に対して垂直に、かつ放射状に切り出す処理を行い、複数の第二スライス情報を取得する第二スライス情報取得ステップと、前記複数の各第二スライス情報に対して、当該各第二スライス情報の配置情報を用いて、各第二スライス情報の拡大率または縮小率である倍率を算出する倍率算出ステップと、前記倍率算出ステップで算出した倍率に従って、前記複数の各第二スライス情報を拡大または縮小して複数の第三スライス情報を取得する第三スライス情報取得ステップと、前記複数の第三スライス情報を重ね合わせて出力する出力ステップを実行させるためのプログラム、である。  また、上記プログラムにおいて、コンピュータに、３次元の物体のボリュームテクスチャである３Ｄボクセル情報３Ｄボクセル情報から、視線に対して垂直で、かつ間隔が一定の複数の第一スライス情報を切り出し、取得する第一スライス情報群取得ステップをさらに実行させ、前記２以上の第一スライス情報は、前記第一スライス情報取得ステップで取得した第一スライス情報であることは好適である。【０４５３】
また、上記プログラムは、コンピュータに、前記視線を特定する視線ベクトルを受け付ける受付ステップをさらに実行させ、前記第一スライス情報群取得ステップにおいて、前記３Ｄボクセル情報から、前記視線ベクトルが示す視線に対して垂直で、かつ間隔が一定の複数の第一スライス情報を切り出し、取得することは好適である。【０４５４】
また、上記プログラムにおいて、前記第一スライス情報、第二スライス情報、および第三スライス情報は、各スライス情報を構成する点の透明度についての情報である透明度情報を有し、コンピュータに、透明度情報を受け付ける受付ステップをさらに実行させ、前記受付ステップで受け付けた透明度情報に応じて、前記重ね合わせて出力される複数の第三スライス情報の透明度が変化することは好適である。【０４５５】
また、図６６は、本明細書で述べたプログラムを実行して、上述した種々の実施の形態の情報処理装置を実現するコンピュータの外観を示す。上述の実施の形態は、コンピュータハードウェア及びその上で実行されるコンピュータプログラムで実現され得る。図６６は、このコンピュータシステム３４０の概観図であり、図６７は、コンピュータシステム３４０のブロック図である。【０４５６】
図６６において、コンピュータシステム３４０は、ＦＤ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｄｉｓｋ）ドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）ドライブを含むコンピュータ３４１と、キーボード３４２と、マウス３４３と、モニタ３４４とを含む。【０４５７】
図３９において、コンピュータ３４１は、ＦＤドライブ３４１１、ＣＤ−ＲＯＭドライブ３４１２に加えて、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）３４１３と、ＣＰＵ３４１３、ＣＤ−ＲＯＭドライブ３４１２及びＦＤドライブ３４１１に接続されたバス３４１４と、ブートアッププログラム等のプログラムを記憶するためのＲＯＭ（Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）３４１５と、ＣＰＵ３４１３に接続され、アプリケーションプログラムの命令を一時的に記憶するとともに一時記憶空間を提供するためのＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）３４１６と、アプリケーションプログラム、システムプログラム、及びデータを記憶するためのハードディスク３４１７とを含む。ここでは、図示しないが、コンピュータ３４１は、さらに、ＬＡＮへの接続を提供するネットワークカードを含んでも良い。【０４５８】
コンピュータシステム３４０に、上述した実施の形態の情報処理装置の機能を実行させるプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ３５０１、またはＦＤ３５０２に記憶されて、ＣＤ−ＲＯＭドライブ３４１２またはＦＤドライブ３４１１に挿入され、さらにハードディスク３４１７に転送されても良い。これに代えて、プログラムは、図示しないネットワークを介してコンピュータ３４１に送信され、ハードディスク３４１７に記憶されても良い。プログラムは実行の際にＲＡＭ３４１６にロードされる。プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ３５０１、ＦＤ３５０２またはネットワークから直接、ロードされても良い。【０４５９】
プログラムは、コンピュータ３４１に、上述した実施の形態の情報処理装置の機能を実行させるオペレーティングシステム（ＯＳ）、またはサードパーティープログラム等は、必ずしも含まなくても良い。プログラムは、制御された態様で適切な機能（モジュール）を呼び出し、所望の結果が得られるようにする命令の部分のみを含んでいれば良い。コンピュータシステム３４０がどのように動作するかは周知であり、詳細な説明は省略する。【０４６０】
なお、上記プログラムにおいて、ハードウェアによって行われる処理、例えば、出力部のディスプレイデバイスなどで行われる処理（ハードウェアでしか行われない処理）は含まれない。【０４６１】
また、上記各実施の形態において、一の装置に存在する２以上の格納手段は、物理的に一の媒体で実現されても良いことは言うまでもない。【０４６２】
また、上記各実施の形態において、各処理（各機能）は、単一の装置（システム）によって集中処理されることによって実現されてもよく、あるいは、複数の装置によって分散処理されることによって実現されてもよい。【０４６３】
また、上記のプログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、あるいは分散処理を行ってもよい。【０４６４】
本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０４６５】
以上のように、本発明にかかる情報処理装置は、三次元の物体の弾性に関する情報を扱うことができる、という効果を有し、手術のシミュレータ装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０４６６】
【図１】実施の形態１における情報処理装置のブロック図
【図２】同情報処理装置の動作について説明するフローチャート
【図３】同変形処理について説明するフローチャート
【図４】同第二スライス情報群取得処理について説明するフローチャート
【図５】同変形対象の三次元物体を構成する４面体を示す図
【図６】同３Ｄボクセル情報を示す図
【図７】同第一メッシュ情報を示す図
【図８】同第一スライス情報群を取得する際のイメージを示す図
【図９】同スライス情報群を示す図
【図１０】同第二メッシュ情報を示す図
【図１１】同変形後のスライス情報群を示す図
【図１２】同変形対象の三次元物体を示す図
【図１３】同計算時間の検証データを示す図
【図１４】同変形対象の心筋部位を示す図
【図１５】同変形対象の三次元物体を示す図
【図１６】実施の形態２における情報処理装置のブロック図
【図１７】同情報処理装置の動作について説明するフローチャート
【図１８】同弾性情報設定処理の動作について説明するフローチャート
【図１９】同スライス情報群の表示例を示す図
【図２０】同スライス情報群の表示に対して三次元のメッシュ情報が表示された図
【図２１】同変形後のメッシュ情報が表示された図
【図２２】同弾性情報を入力メニューの例を示す図
【図２３】実施の形態３における情報処理装置のブロック図
【図２４】同術具メタファについて説明する図
【図２５】同術具メタファの四面体メッシュについて説明する図
【図２６】同操作ノード決定手段の処理の概念を示す図
【図２７】同操作ノードの変位の概念を示す図
【図２８】同情報処理装置の動作について説明するフローチャート
【図２９】同変形処理について説明するフローチャート
【図３０】同操作ノード決定処理について説明するフローチャート
【図３１】同操作ノード変位処理について説明するフローチャート
【図３２】同臓器オブジェクトに操作領域の指定を行っている様子を示す図
【図３３】同つまむような操作を行った場合の肝臓のボリューム像を示す図
【図３４】同回転操作を行った場合の肝臓のボリューム像を示す図
【図３５】実施の形態４における情報処理装置のブロック図
【図３６】同情報処理装置の動作について説明するフローチャート
【図３７】同第二スライス情報群取得処理の動作について説明するフローチャート
【図３８】同データ構造を説明するための図
【図３９】同第二メッシュ情報のデータ構造例を示す図
【図４０】同３Ｄボクセル情報のデータ構造例を示す図
【図４１】同第一スライス情報群を取得する際のイメージを示す図
【図４２】同第一スライス情報群を示す図
【図４３】同３Ｄボクセル情報を示す図
【図４４】同表示例を示す図
【図４５】同表示例を示す図
【図４６】同第二スライス情報群を構成する処理の概念を説明する図
【図４７】同表示例を示す図
【図４８】同表示例を示す図
【図４９】同表示例を示す図
【図５０】同表示例を示す図
【図５１】同表示例を示す図
【図５２】同入力画面例を示す図
【図５３】実施の形態５における情報処理装置のブロック図
【図５４】同情報処理装置の動作について説明するフローチャート
【図５５】同領域判断処理の動作について説明するフローチャート
【図５６】同領域情報のデータ構造図の例を示す図
【図５７】同表示例を示す図
【図５８】実施の形態６における情報処理装置のブロック図
【図５９】同情報処理装置の動作について説明するフローチャート
【図６０】同ＤＲＲ出力処理について説明するフローチャート
【図６１】同情報処理装置の処理の概念を説明する図
【図６２】同倍率算出のアルゴリズムを説明するための図
【図６３】同表示例を示す図
【図６４】同座標変換を説明する図
【図６５】同ＤＲＲ変形の出力図
【図６６】同情報処理装置を実現するコンピュータの外観図
【図６７】同情報処理装置を実現するコンピュータシステムのブロック図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図２３】
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【図２５】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６６】
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【図６７】
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【図１２】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２４】
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【図２６】
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【図２７】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５７】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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